JP3721313B2

JP3721313B2 - 異種組合せ絶縁電線

Info

Publication number: JP3721313B2
Application number: JP2001167070A
Authority: JP
Inventors: 憲親武部
Original assignee: 憲親武部
Priority date: 2001-06-01
Filing date: 2001-06-01
Publication date: 2005-11-30
Anticipated expiration: 2021-06-01
Also published as: JP2002358833A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異種組合せ絶縁電線に関する。
【０００２】
【従来の技術】
絶縁電線は、電気を流す導体と、導体の周囲へ電気の漏れを防ぐ絶縁体によって構成されている。従来の絶縁電線は、導体にエナメルを附したものや、導体に複数の絶縁層を積層して多層絶縁体としており、主絶縁部材として、昔はゴム、現在ではポリエステル、ナイロン等のプラスチックを用いて構成されたものが使用されている。また、絶縁体によって被覆されている導体の絶縁電線は、電気用品取締法、ＪＩＳに規定されているほか、国際規格としては、ＩＥＣ（国際電気標準会議）規格60950:1999・附属書U2.10.5.4 項において、強化電線（螺旋巻絶縁３層又は押出絶縁３層）が規定されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、エナメル線をトランスの巻線として用いられる電磁コイルに於て、エナメル線は、ピンホールによる絶縁不良や、耐摩耗性に乏しく皮膜が剥離しやすい等といった問題点があり、自動巻線機による高速巻線作業が不可能であった。
【０００４】
また、多層絶縁体を附した導体による電磁コイルに於ては、エナメル線の場合の絶縁性（耐電圧性）、耐摩耗性等を改善することができるものであるが、その効果は、従来品の欠点を補う程度のもの、又は、自己融着性を持たせた程度のものであった。それは、ポリエステル、ポリエーテルスルホン又は、ポリエーテルイミド等にフィラーを入れて、夫々の特性を高めたものであり、単独で用いても絶縁材として機能するため、他の樹脂と組んで多層にする意味がない。即ち、多層にしても、特性値が顕著に向上する期待はできないものであった。また、絶縁材として耐電圧性に優れているものは耐摩耗性に劣り、耐摩耗性に優れるものは可撓性が無い又は耐熱性が無い等、一長一短のものであった。
【０００５】
そこで本発明は、絶縁体の厚さを厚くすることなく絶縁性・耐摩耗性・耐熱性に極めて優れた、異種組合せ絶縁電線を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る異種組合せ絶縁電線は、導体に複数の絶縁層を被覆させた異種組合せ絶縁電線であって、該導体に、主体成分が、サーモプラスチックポリエステルエラストマーからなる絶縁層、ポリフェニレンサルファイドからなる絶縁層、ポリアミド６Ｔ又はポリアミド９Ｔからなる絶縁層を重ねて被覆させたものである。
【０００７】
また、導体に複数の絶縁層を被覆させた異種組合せ絶縁電線であって、主体成分がサーモプラスチックポリエステルエラストマーからなる絶縁層、ポリフェニレンサルファイドからなる絶縁層、ポリアミド６Ｔ又はポリアミド９Ｔからなる絶縁層のうちのいずれか２層以上を重ねた第１絶縁層と、主体成分がサーモプラスチックポリエステルエラストマーからなる絶縁層、ポリエーテルサルフォンからなる絶縁層、ポリアミド６Ｔ又はポリアミド９Ｔからなる絶縁層のうちのいずれか２層以上を重ねた第２絶縁層と、主体成分がポリイミドからなる絶縁層、ポリエーテルサルフォンからなる絶縁層、ポリアミド６Ｔ又はポリアミド９Ｔからなる絶縁層のうちのいずれか２層以上を重ねた第３絶縁層と、からなる上記第１絶縁層、第２絶縁層、第３絶縁層のうちいずれか２層以上を、上記導体に、重ねて被覆させたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図示の実施の形態に基づき、本発明を詳説する。
【０００９】
異種組合せ絶縁電線は、主として、パソコンや携帯電話等のインターフェイス周辺機器、制御用インバータ等、ＩＴ（情報技術）産業機器に内蔵されるマイクロトランスの電磁コイル（巻線）として用いられる電線に関するものである。
【００１０】
現在、ユーザーの絶縁電線の要求品質としては、耐摩耗性は耐摩耗性試験 100回以上、かつ、耐電圧試験による破壊電圧は、20000 Ｖ以上としている。
電気を流す導体１としては金属製の銅線等があるが、この金属線の表面に、すずメッキ又はエナメル等のコーティングしたものを含む。また、導体１のサイズ（直径）は、0.2mm 〜1.0mm までの細線のものが使用可能とする。
【００１１】
絶縁層として使用する高分子材料の単独の物性を以下に説明する。
絶縁層として使用するサーモプラスチックポリエステルエラストマー（ＴＰＥＥ）の物性は、押出温度は 265℃で押出加工性は良い。耐摩耗性に優れ耐絶縁破壊性も良い。その反面、耐熱性、耐燃性、に弱くクラックが発生し、湿気により加水分解する。また、巻線時の加工性は良いものである。
【００１２】
ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）の物性は、押出温度は 325℃であり、押出加工性は良い。また、耐熱性が他の絶縁材料よりも優れており、さらに、湿気に対して加水分解しない特徴を有する。但し、耐摩耗性、耐絶縁破壊性については、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）より劣る。
【００１３】
ポリアミド６Ｔ（ＰＡ６Ｔ）の物性は、押出温度は 325℃であり、押出加工性は良く、耐摩耗性、耐絶縁破壊性は良好である。
ポリアミド９Ｔ（ＰＡ９Ｔ）の物性は、押出温度は 330〜340 ℃であり、押出加工性が悪く、ＰＡ６Ｔよりも硬くて脆い欠点がある。ＰＡ６Ｔの方が、ＰＡ９Ｔよりも柔らかいものであるが、ＰＡ９Ｔはその他の物性はＰＡ６Ｔと大差はない。
【００１４】
ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）の物性は、押出温度は 360℃であり、押出加工性は良い。特に耐熱性に優れるが、このＰＥＳを電線の絶縁層として被覆した完成品を折り曲げたとき鋭角に折れて、折れ目が白化する（組織が破壊され白くなる）という致命的な欠点があり、単独では使用できない。
【００１５】
ポリイミド（ＰＩ）の物性は、押出温度は 420℃であり、押出加工性は良い。特に、耐熱性に優れるが、他の樹脂との相融性がないので絶縁層が剥がれやすく、高価でありコスト高となる。
【００１６】
次に、高分子材料による多層組合せをベースとした多層絶縁電線２について説明する。本発明では、特に耐電圧に優れた材料と、特に耐摩耗性に優れた材料と、特に耐熱性に優れた材料と、特に巻き付け加熱性（ひび割れしない性質）に優れた材料等を組合せ処方して、多層を形成するものである。
【００１７】
耐熱性 120℃タイプの多層絶縁電線として、図１と図２に示すように、導体１に、内側から外側へ向かって、主体成分が、サーモプラスチックポリエステルエラストマー（ＴＰＥＥ）からなる絶縁層ａ、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）からなる絶縁層ｂ、ポリアミド６Ｔ（ＰＡ６Ｔ）〔又はポリアミド９Ｔ（ＰＡ９Ｔ）〕からなる絶縁層ｃを、重ねて積層状に被覆させたものである（これを異種組合せＡとする）。また、この多層構成は、ＴＰＥＥ、ＰＰＳ、ＰＡ６Ｔ（又はＰＡ９Ｔ）による絶縁層のうちのいずれか２層から構成したものとしてもよく、また、その組合せは自由である。
【００１８】
耐熱性 130℃タイプの多層絶縁電線として、図３と図４に示すように、導体１に、内側から外側へ向かって、主体成分が、サーモプラスチックポリエステルエラストマー（ＴＰＥＥ）からなる絶縁層ａ、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）絶縁層ｄ、ポリアミド６Ｔ（ＰＡ６Ｔ）〔又はポリアミド９Ｔ（ＰＡ９Ｔ）〕からなる絶縁層ｃを、重ねて積層状に被覆させたものである（これを異種組合せＢとする）。また、この多層構成は、ＴＰＥＥ、ＰＥＳ、ＰＡ６Ｔ（又はＰＡ９Ｔ）による絶縁層のうちのいずれか２層から構成したものとしてもよく、また、その組合せは自由である。
【００１９】
耐熱性 155℃タイプの多層絶縁電線として、図５と図６に示すように、導体１に、内側から外側へ向かって、主体成分が、ポリイミド（ＰＩ）からなる絶縁層ｅ、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）からなる絶縁層ｄ、ポリアミド６Ｔ（ＰＡ６Ｔ）〔又はポリアミド９Ｔ（ＰＡ９Ｔ）〕からなる絶縁層ｃを、重ねて積層状に被覆させたものである（これを異種組合せＣとする）。また、この多層構成は、ＰＩ、ＰＥＳ、ＰＡ６Ｔ（又はＰＡ９Ｔ）による絶縁層のうちのいずれか２層から構成したものとしてもよく、その組合せは自由である。
異種組合せＡ，Ｂ，Ｃの、積層する絶縁層の内側から外側への順番は図例以外のものであってもよく、その変更は自由である。
【００２０】
また、他の実施の形態としては、主体成分がサーモプラスチックポリエステルエラストマー（ＴＰＥＥ）からなる絶縁層ａ、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）からなる絶縁層ｂ、ポリアミド６Ｔ（ＰＡ６Ｔ）〔又はポリアミド９Ｔ（ＰＡ９Ｔ）〕からなる絶縁層ｃ、のうちのいずれか２層以上を重ねて第１絶縁層Ｌを形成する。次に、主体成分がサーモプラスチックポリエステルエラストマー（ＴＰＥＥ）からなる絶縁層ａ、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）からなる絶縁層ｄ、ポリアミド６Ｔ（ＰＡ６Ｔ）〔又はポリアミド９Ｔ（ＰＡ９Ｔ）〕からなる絶縁層ｃ、のうちのいずれか２層以上を重ねた第２絶縁層Ｍを形成する。次に、主体成分がポリイミド（ＰＩ）からなる絶縁層ｅ、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）からなる絶縁層ｄ、ポリアミド６Ｔ（ＰＡ６Ｔ）〔又はポリアミド９Ｔ（ＰＡ９Ｔ）〕からなる絶縁層ｃ、のうちのいずれか２層以上を重ねた第３絶縁層Ｎを形成する。そして、図７と図８に示すように、第１絶縁層Ｌ、第２絶縁層Ｍ、第３絶縁層Ｎを、導体１に、重ねて積層状に被覆させたものである（これを複合異種組合せＤとする）。また、この複合多層構成は、第１絶縁層Ｌ、第２絶縁層Ｍ、第３絶縁層Ｎによる絶縁層のうちのいずれか２層から構成したものとしてもよく、その組合せは自由である。
【００２１】
複合異種組合せＤの、積層する絶縁層の内側から外側への順番は図例以外のものであってもよく、その変更は自由である。
上記絶縁層を構成する絶縁材料は、アロイ又はその他の混合物を含むものであってもよい。即ち、例えば、ここでいう主体成分がサーモプラスチックポリエステルエラストマー（ＴＰＥＥ）とは、ＴＰＥＥに少量の他の物質が混入したものであっても、ＴＰＥＥが有効成分としての主体（主体成分）を成すものを言う。また、これは、他の絶縁層を形成する高分子材料についても同様である。
【００２２】
一般に電線の絶縁体は、その厚さが大きいほど特性が強化・向上する。しかし、電磁コイルに於ては、従来、エナメル線を用いていたため、本発明の異種組合せ絶縁電線に於ても、同サイズのものとしている。その絶縁層の厚さは0.1mm までとして、３層組合せ絶縁体の場合は、１層の厚さを0.033mm としている。
【００２３】
下記の表１に、導体１の直径が0.4mm の軟銅線を用いて、絶縁層の全厚さを 0.1mmとし、上記異種組合せＡを構成するＴＰＥＥ、ＰＰＳ、ＰＡ６Ｔを、夫々単独（１種類の絶縁体）で被覆して製品とした場合の耐電圧試験及び耐摩耗試験による結果を示す。
【００２４】
【表１】

【００２５】
また、下記の表２、表３、表４に、導体１を0.4mm の軟銅線を用いて、上記、異種組合せＡのＴＰＥＥ、ＰＰＳ、ＰＡ６Ｔの絶縁層ａ，ｂ，ｃのうちのいずれか２層を、各層の厚さを0.05mmとして、重ねて被覆させ、絶縁層の全厚さを0.1mm の製品とした場合の耐電圧試験及び耐摩耗試験による結果を示す。
【００２６】
【表２】

【００２７】
【表３】

【００２８】
【表４】

【００２９】
また、下記の表５に、導体１を0.4mm の軟銅線を用いて、上記、異種組合せＡのＴＰＥＥ、ＰＰＳ、ＰＡ６Ｔを、夫々、0.033mm として被覆して、絶縁層の全厚さを0.1mm の製品とした場合の耐電圧試験及び耐摩耗試験による結果を示す。
【００３０】
【表５】

【００３１】
表１と表２〜表５の結果により、同じ厚さの絶縁層であっても、異種組合せＡからなる多層絶縁体は、単独の絶縁層を形成した場合より、２〜４倍の耐電圧・耐摩耗性を有することとなる。
【００３２】
また、異種組合せＢ、及び、異種組合せＣの場合の試験結果は、省略するが、表１及び表２〜表５と略同様の結果である。
【００３３】
異種組合せＡ、異種組合せＢ及び異種組合せＣにより形成された絶縁層をさらに、積層させて得られた積層体、即ち、上記複合異種組合せＤの場合による耐電圧試験結果は、絶縁破壊が30000 Ｖを越え、耐摩耗試験に於ては、 700回を越えるものであった。即ち、同じ絶縁層の厚さであっても、表１の単独絶縁層の場合の３倍以上の耐電圧・耐摩耗性を有することとなる。
【００３４】
本発明の異種組合せ絶縁電線は、耐電圧性及び絶縁抵抗性、自動巻取機に耐え得る耐摩耗性、耐熱性、はんだの 410℃の温度で絶縁体が溶融し導体にはんだが付着するはんだ溶融性、巻き付け加熱性（ひび割れしない性質）、可撓性、を備えた多層絶縁電線２とするものである。
【００３５】
本発明の異種の絶縁層を多層にすることで、異なる性質の高分子材料を組み合わせた処方の薬理効果によって、最大の特性を発現することを可能とし、最外層の絶縁層が、紫外線、高温、寒冷、薬品等の外的要因によって侵されたとき、材質の異なる下の層がそれを防御し、電線の絶縁層が３層構造のときは、その層が侵されたときは、更に次の下の層が防御することができるものである。即ち、材質が異なる絶縁層を複数使用することで、極めて優れた特性を発揮するものである。
【００３６】
この異種組合せ絶縁電線は、上記高分子化合物のみにより構成されるだけではなく、他のテープを絶縁層や導体１の保護層として更に設けてもよいものである。また、必要によって絶縁電線を保護する外装を附してもよいものである。
【００３７】
【発明の効果】
本発明は上述の構成により次のような効果を奏する。
【００３８】
（請求項１によれば）絶縁層を厚くすることなく、異なる高分子材料を組み合わせた処方の薬理効果によって、単独の材料で使用するよりも、絶縁電線としての数倍の特性（特に耐電圧、耐摩耗性、耐熱性）を発現させることができる。従って、耐高電圧で、性能の極めて優れた、細い絶縁電線とする事が可能である。
【００３９】
（請求項２によれば）絶縁層を厚くすることなく、異なる高分子材料を組み合わせた処方の薬理効果によって、単独の材料で使用するよりも、絶縁電線としてのさらに数倍の特性（特に耐電圧、耐摩耗性、耐熱性）を発現させることができる。従って、耐高電圧で、性能の極めて優れた、細い絶縁電線とする事が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の異種組合せ絶縁電線の実施の一形態を示す断面図である。
【図２】本発明の異種組合せ絶縁電線の説明図である。
【図３】異種組合せ絶縁電線を示す断面図である。
【図４】異種組合せ絶縁電線の説明図である。
【図５】異種組合せ絶縁電線を示す断面図である。
【図６】異種組合せ絶縁電線の説明図である。
【図７】本発明の異種組合せ絶縁電線の別の実施の一形態を示す断面図である。
【図８】本発明の異種組合せ絶縁電線の説明図である。
【符号の説明】
１導体
ａ絶縁層
ｂ絶縁層
ｃ絶縁層
ｄ絶縁層
ｅ絶縁層
Ｌ第１絶縁層
Ｍ第２絶縁層
Ｎ第３絶縁層

Claims

導体１に複数の絶縁層を被覆させた異種組合せ絶縁電線であって、該導体１に、主体成分が、サーモプラスチックポリエステルエラストマーからなる絶縁層ａ、ポリフェニレンサルファイドからなる絶縁層ｂ、ポリアミド６Ｔ又はポリアミド９Ｔからなる絶縁層ｃを重ねて被覆させたことを特徴とする異種組合せ絶縁電線。
導体１に複数の絶縁層を被覆させた異種組合せ絶縁電線であって、主体成分がサーモプラスチックポリエステルエラストマーからなる絶縁層ａ、ポリフェニレンサルファイドからなる絶縁層ｂ、ポリアミド６Ｔ又はポリアミド９Ｔからなる絶縁層ｃのうちのいずれか２層以上を重ねた第１絶縁層Ｌと、主体成分がサーモプラスチックポリエステルエラストマーからなる絶縁層ａ、ポリエーテルサルフォンからなる絶縁層ｄ、ポリアミド６Ｔ又はポリアミド９Ｔからなる絶縁層ｃのうちのいずれか２層以上を重ねた第２絶縁層Ｍと、主体成分がポリイミドからなる絶縁層ｅ、ポリエーテルサルフォンからなる絶縁層ｄ、ポリアミド６Ｔ又はポリアミド９Ｔからなる絶縁層ｃのうちのいずれか２層以上を重ねた第３絶縁層Ｎと、からなる上記第１絶縁層Ｌ、第２絶縁層Ｍ、第３絶縁層Ｎのうちいずれか２層以上を、上記導体１に、重ねて被覆させたことを特徴とする異種組合せ絶縁電線。