JP6255227B2 - Insulation sheet for motor - Google Patents
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Description
本発明はモーター用絶縁シートに関する。 The present invention relates to an insulating sheet for a motor.
従来、モーターにおいては各種の絶縁シートが採用されており、例えば、モーターのステータコアスロットの内壁面と該スロット内に収容される巻線コイルとの間に介装されるスロット材（特許文献１参照）、収容させた巻線のスロット入り口からの飛び出しを防止すべく前記スロット入り口を内側から塞ぐように巻線コイルとステータコアとの間に介装されるウェッジ（特許文献２参照）、３相交流モータなどにおいて相の異なる巻線コイル間に介装される相間絶縁シート、及び、バスバー構造を有するモーターのバスバーの絶縁に用いられる絶縁シートなど各種のモーター用絶縁シートが利用されている。 Conventionally, various types of insulating sheets have been used in motors. For example, a slot member interposed between an inner wall surface of a stator core slot of a motor and a winding coil accommodated in the slot (see Patent Document 1). ), A wedge interposed between the winding coil and the stator core so as to block the slot entrance from the inside in order to prevent the accommodated winding from jumping out from the slot entrance (see Patent Document 2), three-phase alternating current Various motor insulating sheets such as an interphase insulating sheet interposed between winding coils having different phases in a motor and the like and an insulating sheet used for insulating a bus bar of a motor having a bus bar structure are used.
ところで、近年、電気自動車などの車両の駆動力となるモーターなどにおいては、このようなモーター用絶縁シートに対して優れた耐熱性が求められており、全芳香族ポリアミド紙（アラミドペーパー）を表面層の形成材料に採用したものが用いられたりしている。
なお、このアラミドペーパーなどの繊維シートは、一般的な樹脂フィルムに比べて滑り性が良好であることから、一般的に狭小箇所に介装されるモーター用絶縁シートの表面層を形成させるための部材として好適なものであるといえる。
このようなことに関し、例えば、下記特許文献３には、全芳香族ポリアミド（アラミド）樹脂とフェノキシ樹脂との混合樹脂を加熱溶融させて得られた溶融樹脂で２枚のアラミドペーパーを貼り合せた３層構造の積層シートを相間絶縁シートに用いることが記載されている。
By the way, in recent years, motors that serve as driving force for vehicles such as electric vehicles have been required to have excellent heat resistance against such motor insulation sheets. Surfaces of wholly aromatic polyamide paper (aramid paper) are used as the surface. What was employ | adopted as the formation material of a layer is used.
In addition, since fiber sheets, such as this aramid paper, are more slippery than a general resin film, in order to form the surface layer of the insulating sheet for motors generally interposed in a narrow place It can be said that it is suitable as a member.
Regarding this, for example, in the following Patent Document 3, two aramid papers are bonded with a molten resin obtained by heating and melting a mixed resin of a wholly aromatic polyamide (aramid) resin and a phenoxy resin. It is described that a laminated sheet having a three-layer structure is used as an interphase insulating sheet.
近年、電気自動車においては、高い出力を得るために前記のようなモーターの駆動電圧が高圧化されるようになってきている。
そのために、この種の用途に用いられるモーター用絶縁シートにおいては、高電圧の交流電界が加わる結果、部分放電を発生させ易い状況になってきており、その対策が求められるようになってきている。
しかし、従来のモーター用絶縁シートにはそのような対策が施されていないために部分放電の発生防止を抑制させることが困難になっている。
In recent years, in electric vehicles, the driving voltage of the motor as described above has been increased in order to obtain high output.
Therefore, in the motor insulating sheet used for this type of application, as a result of the application of a high-voltage AC electric field, partial discharge is likely to occur, and countermeasures have been demanded. .
However, since such a countermeasure is not applied to the conventional motor insulating sheet, it is difficult to suppress the occurrence of partial discharge.
本発明は、このような点に鑑み、部分放電の発生が抑制されたモーター用絶縁シートを提供することを課題としている。 This invention makes it a subject to provide the insulating sheet for motors in which generation | occurrence | production of the partial discharge was suppressed in view of such a point.
本発明者らは、鋭意検討を行った結果、所定の誘電特性を有するモーター用絶縁シートを利用することで部分放電の発生を抑制する効果が発揮されることを見出して本発明を完成させるのに到った。
すなわち、本発明は、前記課題を解決すべく、１ＧＨｚにおける比誘電率が２．５以下であることを特徴とするモーター用絶縁シートを提供する。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that the effect of suppressing the occurrence of partial discharge can be achieved by using a motor insulating sheet having a predetermined dielectric property, thereby completing the present invention. It reached.
That is, this invention provides the insulating sheet for motors characterized by the relative dielectric constant in 1 GHz being 2.5 or less in order to solve the said subject.
本発明によれば、従来のモーター用絶縁シートなどの部分放電開始電圧に比べて高い部分放電開始電圧を有するモーター用絶縁シートを提供しうる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the insulating sheet for motors which has a partial discharge start voltage higher than partial discharge start voltages, such as the conventional insulating sheet for motors, can be provided.
以下に、本発明の好ましい実施の形態について、自動車用モーターなどに用いられるモーター用絶縁シートを形成するための積層シートを示した図１を参照しつつ説明する。
本実施形態に係る積層シートは、図１にその概略の断面構造を示すように、両表面を構成する表面層２ａ，２ｂと、該表面層２ａ，２ｂの間に配された中間層３との少なくとも３層の積層構造を有している。
より具体的には本実施形態に係る積層シート１は、２枚の繊維シートが一般的な感圧接着剤などを用いることなく熱可塑性樹脂によって貼り合わされて表面層２ａ（繊維シート層２ａ）／中間層３（樹脂フィルム層３）／表面層２ｂ（繊維シート層２ｂ）の３層構造を有している。
そして、本実施形態の積層シート１は、熱可塑性樹脂を加熱溶融した溶融物で２枚の繊維シートが貼り合されて前記３層構造が形成されたものである。
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 showing a laminated sheet for forming a motor insulating sheet used in a motor for automobiles and the like.
As shown in FIG. 1, the laminated sheet according to the present embodiment has surface layers 2a and 2b constituting both surfaces, and an intermediate layer 3 disposed between the surface layers 2a and 2b. Of at least three layers.
More specifically, in the laminated sheet 1 according to this embodiment, two fiber sheets are bonded together by a thermoplastic resin without using a general pressure-sensitive adhesive or the like, and the surface layer 2a (fiber sheet layer 2a) / It has a three-layer structure of intermediate layer 3 (resin film layer 3) / surface layer 2b (fiber sheet layer 2b).
And the lamination sheet 1 of this embodiment is a thing which the two fiber sheets were bonded together with the melt which heat-melted the thermoplastic resin, and the said 3 layer structure was formed.
なお、本実施形態のモーター用絶縁シートは、部分放電の開始電圧を従来のモーター用絶縁シートに比べて向上させる上において１ＧＨｚにおける比誘電率が２．５以下（下限値は、通常、１を超える値）となるように形成されていることが重要である。
なかでも、本実施形態のモーター用絶縁シートは、１ＧＨｚにおける比誘電率が２．０以上２．５以下であることが好ましく、２．０５以上２．４５以下の比誘電率を有していることがより好ましい。
そのために該モーター用絶縁シートの形成に用いる前記積層シート１としても、このような比誘電率を有することが好ましい。
The motor insulating sheet of the present embodiment has a relative dielectric constant at 1 GHz of 2.5 or less (the lower limit is usually 1) in order to improve the partial discharge start voltage as compared with the conventional motor insulating sheet. It is important that it is formed to have a value exceeding.
Especially, it is preferable that the dielectric constant in 1 GHz is 2.0 or more and 2.5 or less, and the insulating sheet for motors of this embodiment has a dielectric constant of 2.05 or more and 2.45 or less. It is more preferable.
Therefore, it is preferable that the laminated sheet 1 used for forming the motor insulating sheet has such a relative dielectric constant.
本実施形態の積層シート１に上記のような比誘電率を発揮させるためには、各構成材料自体も所定の比誘電率を有することが重要であり、前記繊維シート層２ａ，２ｂを形成する繊維シートとしては、１ＧＨｚにおける比誘電率が３．０以下となるものを採用することが好ましく、２．２５以上２．７５以下の比誘電率を有していることが特に好ましい。 In order for the laminated sheet 1 of the present embodiment to exhibit the above-described relative dielectric constant, it is important that each constituent material itself has a predetermined relative dielectric constant, and the fiber sheet layers 2a and 2b are formed. As the fiber sheet, one having a relative dielectric constant of 1 or less at 1 GHz is preferably employed, and it is particularly preferable that the fiber sheet has a relative dielectric constant of 2.25 or more and 2.75 or less.
前記繊維シート層２ａ，２ｂを形成する繊維シートとしては、一面側の繊維シート層２ａと他面側の繊維シート層２ｂとに厚みや材質の異なる繊維シートを用いても良く、また、それぞれに紙状、不織布状、布帛状など各種態様のものを採用することができる。
しかし、本実施形態においては、モーター用絶縁シートに求められる表面のすべり性や耐熱性などの観点から前記繊維シート層２ａ，２ｂを形成するのに芳香族ポリアミド繊維製の繊維シート、又は、ポリエステル繊維製の繊維シートを採用することが好ましく、なかでも前記繊維シートとしては全芳香族ポリアミド紙を採用することが特に好ましい。
As the fiber sheet for forming the fiber sheet layers 2a and 2b, fiber sheets having different thicknesses and materials may be used for the fiber sheet layer 2a on the one surface side and the fiber sheet layer 2b on the other surface side. Various forms such as paper, nonwoven fabric, and fabric can be employed.
However, in the present embodiment, a fiber sheet made of aromatic polyamide fiber or polyester is used to form the fiber sheet layers 2a and 2b from the viewpoint of the surface slipperiness and heat resistance required for the motor insulating sheet. It is preferable to employ a fiber sheet made of fiber, and it is particularly preferable to employ a wholly aromatic polyamide paper as the fiber sheet.
前記ポリエステル繊維製の繊維シートとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリエチレンナフタレート繊維などからなるものを採用可能である。
前記全芳香族ポリアミド紙としては、例えば、フェニレンジアミンとフタル酸との縮合重合物のごとく、アミド基以外がベンゼン環で構成された樹脂材料からなる、いわゆるアラミドファイブリッド及びまたはアラミド繊維を主たる構成材として形成されたシート状物を用いることができる。
As the polyester fiber fiber sheet, for example, one made of polyethylene terephthalate fiber, polyethylene naphthalate fiber, or the like can be used.
The wholly aromatic polyamide paper is mainly composed of a so-called aramid fibrid and / or aramid fiber made of a resin material having a benzene ring other than an amide group, such as a condensation polymer of phenylenediamine and phthalic acid. A sheet-like material formed as a material can be used.
なお、当該全芳香族ポリアミド紙などの繊維シートは、ピンホールなどの貫通孔を有していると当該貫通孔が形成されている箇所における絶縁性を期待することが難しくなる。
また、繊維シートは、内部に空孔（気泡）を存在させると、当該箇所において低い電圧での部分放電を発生させるおそれを有する。
従って、全芳香族ポリアミド紙などの繊維シートとしては、モーター用絶縁シートに対して優れた絶縁信頼性を付与する上において、貫通孔や内部空孔等が少ないものが好ましく、実質的に貫通孔や内部空孔等が存在しない無孔性シートであることが好ましい。
即ち、本実施形態において前記繊維シートとして全芳香族ポリアミド紙を採用する場合には、貫通孔や内部空孔が不可避的なもの以外に存在していない実質的に無孔性のものを採用することが好ましい。
In addition, if the fiber sheet such as the wholly aromatic polyamide paper has a through hole such as a pinhole, it is difficult to expect insulation at a location where the through hole is formed.
In addition, when the fiber sheet has pores (bubbles) inside, there is a possibility that partial discharge at a low voltage is generated at the location.
Therefore, as a fiber sheet such as wholly aromatic polyamide paper, in order to provide excellent insulation reliability to the motor insulating sheet, those having few through holes and internal vacancies are preferable. It is preferable that the sheet is a non-porous sheet having no internal voids or the like.
That is, in the present embodiment, when the wholly aromatic polyamide paper is employed as the fiber sheet, a substantially non-porous material having no through holes or internal vacancies other than inevitable ones is employed. It is preferable.
この全芳香族ポリアミド紙としては、過度に薄いとモーター用絶縁シートに強度不足を招くおそれを有する一方で必要以上に厚みを増しても、巻線コイルとステータコアとの間への挿入が困難になるなど使用時における作業性を低下させるおそれを有する。
従って、モーター用絶縁シートに求められる強度を満足させつつ使用時における作業性を良好なものとし得る点において、前記全芳香族ポリアミド紙としては、厚みが、１２．５μｍ以上２５０μｍ以下のものが好ましく、２５μｍ以上１５０μｍ以下のものが特に好ましい。
As this wholly aromatic polyamide paper, if it is too thin, it may cause insufficient strength to the motor insulation sheet, but even if the thickness is increased more than necessary, it is difficult to insert between the winding coil and the stator core. There is a risk that workability during use may be reduced.
Therefore, the total aromatic polyamide paper preferably has a thickness of 12.5 μm or more and 250 μm or less in that the workability at the time of use can be improved while satisfying the strength required for the motor insulating sheet. Particularly preferred is 25 μm or more and 150 μm or less.
また、この全芳香族ポリアミド紙の坪量は、低い方がモーター用絶縁シートの軽量化を図り得る反面、モーター用絶縁シートの強度を不足させるおそれを有する。
さらに、過度に坪量が低いと全芳香族ポリアミド紙自体のコシが弱くなり、積層シートの製造時におけるハンドリング性を低下させるおそれを有する。
このようなことから全芳香族ポリアミド紙の坪量は、５ｇ／ｍ2以上であることが好ましい。
In addition, the lower the basis weight of the wholly aromatic polyamide paper, the lower the weight of the motor insulating sheet, the lower the strength of the motor insulating sheet.
Furthermore, if the basis weight is excessively low, the stiffness of the wholly aromatic polyamide paper itself becomes weak, and there is a possibility that the handling property at the time of producing the laminated sheet is lowered.
For these reasons, the basis weight of the wholly aromatic polyamide paper is preferably 5 g / m 2 or more.
さらに、全芳香族ポリアミド紙の密度は一定範囲の坪量と厚みとにより算出されるが、通常は０．１〜１．２ｇ/ｃｍ3の範囲とされる。
なお、この全芳香族ポリアミド紙には本発明の効果を著しく損なわない範囲において第三の成分を加えることができ、このような第三成分としては、ポリフェニレンスルフィド繊維、ポリエーテルエーテルケトン繊維、ポリエステル繊維、アリレート繊維、液晶ポリエステル繊維、ポリエチレンナフタレート繊維などの有機繊維やガラス繊維、ロックウール、アスベスト、ボロン繊維、アルミナ繊維などの無機繊維を例示できる。
このような全芳香族ポリアミド紙としては、デュポン社より「ノーメックスペーパー」などの商品名で市販されているものや、このような全芳香族ポリアミド紙にグラフト処理、スルホン化処理、フッ素ガス処理、放電処理、光線照射処理、浸漬処理などによる表面処理をさらに施したものを用いることができる。
Further, the density of the wholly aromatic polyamide paper is calculated by the basis weight and thickness within a certain range, but is usually in the range of 0.1 to 1.2 g / cm 3 .
A third component can be added to the wholly aromatic polyamide paper as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. Examples of such a third component include polyphenylene sulfide fiber, polyether ether ketone fiber, and polyester. Examples thereof include organic fibers such as fibers, arylate fibers, liquid crystal polyester fibers, and polyethylene naphthalate fibers, and inorganic fibers such as glass fibers, rock wool, asbestos, boron fibers, and alumina fibers.
As such a wholly aromatic polyamide paper, those commercially available from DuPont under the trade name such as “Nomex Paper”, grafting, sulfonation, fluorine gas treatment to such wholly aromatic polyamide paper, What further performed surface treatment by discharge treatment, light irradiation treatment, immersion treatment, etc. can be used.
前記グラフト処理としては、例えば、未処理の全芳香族ポリアミド紙（以下「アラミド基材」ともいう）をビニルモノマーと重合開始剤を含む溶液中に浸漬して加熱する方法；アラミド基材にビニルモノマーを塗布した後に放射線を照射する方法；アラミド基材に放射線を照射した後にビニルモノマーと接触させる方法；増感剤を含むビニルモノマー溶液をアラミド基材に塗布した後に紫外線を照射する方法等が挙げられる。
なお、ビニルモノマー溶液とアラミド基材とを接触させる前に、紫外線照射、コロナ放電、プラズマ放電等により、アラミド基材を改質すると、ビニルモノマー溶液との親和性が高くなり、効率的にグラフト重合することができる。
このグラフト処理に使用しうるビニルモノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、スチレン等が挙げられる。
As the grafting treatment, for example, a method in which untreated wholly aromatic polyamide paper (hereinafter also referred to as “aramid base material”) is immersed in a solution containing a vinyl monomer and a polymerization initiator and heated; A method of irradiating radiation after coating the monomer; a method of irradiating the aramid substrate with radiation and then contacting with the vinyl monomer; a method of irradiating ultraviolet light after applying a vinyl monomer solution containing a sensitizer to the aramid substrate Can be mentioned.
If the aramid base material is modified by ultraviolet irradiation, corona discharge, plasma discharge, etc. before contacting the vinyl monomer solution with the aramid base material, the affinity with the vinyl monomer solution is increased and the grafting is efficiently performed. Can be polymerized.
Examples of the vinyl monomer that can be used for the graft treatment include acrylic acid, methacrylic acid, acrylic acid ester, methacrylic acid ester, vinyl pyridine, vinyl pyrrolidone, and styrene.
前記スルホン化処理としては、例えば、発煙硫酸、希硫酸、クロロ硫酸、塩化スルフリル等を含む溶液中に、アラミド基材を浸漬してスルホン酸基を導入する方法；アラミド基材を三酸化イオウガスと接触させてスルホン酸基を導入する方法；一酸化硫黄ガスや二酸化硫黄ガス等の存在下で放電を発生させて、スルホン酸基を導入する方法等が挙げられる。 As the sulfonation treatment, for example, a method of introducing a sulfonic acid group by immersing an aramid base material in a solution containing fuming sulfuric acid, dilute sulfuric acid, chlorosulfuric acid, sulfuryl chloride, etc .; an aramid base material with sulfur trioxide gas; Examples thereof include a method of introducing a sulfonic acid group by bringing it into contact; a method of introducing a sulfonic acid group by generating a discharge in the presence of sulfur monoxide gas, sulfur dioxide gas or the like.
前記フッ素ガス処理は、例えば、不活性ガス（例えば、窒素ガス、アルゴンガス等）で希釈したフッ素ガスと、酸素ガス、二酸化炭素ガス、二酸化硫黄ガス等から選ばれる少なくとも１種類のガスとの混合ガスに、アラミド基材を晒すことにより行なうことができる。 The fluorine gas treatment is performed, for example, by mixing fluorine gas diluted with an inert gas (for example, nitrogen gas, argon gas, etc.) and at least one gas selected from oxygen gas, carbon dioxide gas, sulfur dioxide gas, etc. This can be done by exposing the aramid substrate to a gas.
前記放電処理としては、例えば、コロナ放電処理、プラズマ放電処理、グロー放電処理、電子線処理等が挙げられる。 Examples of the discharge treatment include corona discharge treatment, plasma discharge treatment, glow discharge treatment, and electron beam treatment.
前記光線照射処理は、例えば、紫外線、マイクロ波、Ｘ線、γ線等から選ばれる少なくとも１種類の光線にアラミド基材をさらすことにより行なうことができる。 The light irradiation treatment can be performed, for example, by exposing the aramid base material to at least one type of light selected from ultraviolet rays, microwaves, X-rays, γ rays and the like.
前記浸漬処理としては、上記のグラフト処理やスルホン化処理のように化学反応を進行させる処理を行わず、例えば、スルホン基含有化合物、カルボキシル基含有化合物、水酸基含有化合物、カーボネート結合含有化合物、炭素間二重結合含有化合物、炭素間三重結合含有化合物、ウレタン結合含有化合物、エステル結合含有化合物、エーテル含有化合物、アミド結合含有化合物、イミド結合含有化合物、ニトロ基含有化合物、アミノ基含有化合物、オキサイド結合含有化合物等及び上記化合物の共重合体等を含む溶液に浸漬後、乾燥する方法等が挙げられる。 As the immersion treatment, a treatment for advancing a chemical reaction as in the grafting treatment or sulfonation treatment is not performed. For example, a sulfone group-containing compound, a carboxyl group-containing compound, a hydroxyl group-containing compound, a carbonate bond-containing compound, a carbon Compound containing double bond, compound containing carbon triple bond, compound containing urethane bond, compound containing ester bond, compound containing ether, compound containing amide bond, compound containing imide bond, compound containing nitro group, compound containing amino group, compound containing oxide bond Examples include a method of immersing in a solution containing a compound and the like and a copolymer of the above compound and then drying.
このようにして表面処理が施された全芳香族ポリアミド紙は、表面特性に優れるのみならず貼り合わせに際して、前記溶融樹脂との親和性（濡れ性）の向上を図る上においても利点を有する。 The wholly aromatic polyamide paper subjected to the surface treatment in this way has not only excellent surface characteristics but also has an advantage in improving the affinity (wetting property) with the molten resin upon bonding.
本実施形態の積層シート１は、表面層の形成に用いる繊維シートとして上記のようなものが好適である一方で、前記中間層たる樹脂フィルム層３を形成させるための熱可塑性樹脂は、比誘電率が２．５以下であることが好ましく、２．０以上２．４以下の比誘電率を有していることが特に好ましい。 The laminated sheet 1 of the present embodiment is preferably the above fiber sheet used for forming the surface layer, while the thermoplastic resin for forming the resin film layer 3 as the intermediate layer is a dielectric. The ratio is preferably 2.5 or less, and particularly preferably has a relative dielectric constant of 2.0 or more and 2.4 or less.
なお、本実施形態の積層シート１は、両表面を構成する表面層２ａ，２ｂと、該表面層の間に配された中間層３との少なくとも３層の積層構造を有していることからそれぞれに対する分担電圧の調整が容易となる。
特に、前記表面層２ａ，２ｂの比誘電率の値を「εs」、前記中間層３の比誘電率の値を「εm」としたときに、該中間層の比誘電率に対する前記表面層の比誘電率の比率（εs／εm）が１．０以上である場合には、中間層３の分担電圧を表面層以上のものとすることができる。
Note that the laminated sheet 1 of the present embodiment has a laminated structure of at least three layers of surface layers 2a and 2b constituting both surfaces and an intermediate layer 3 disposed between the surface layers. Adjustment of the shared voltage for each becomes easy.
In particular, when the relative dielectric constant value of the surface layers 2a and 2b is “ε s ” and the relative dielectric constant value of the intermediate layer 3 is “ε m ”, the surface relative to the relative dielectric constant of the intermediate layer 3 When the ratio of the relative dielectric constant of the layer (ε s / ε m ) is 1.0 or more, the shared voltage of the intermediate layer 3 can be made higher than that of the surface layer.
この点について説明すると、酸素や窒素が存在する状況下において部分放電が生じるとポリマーには放電そのもによるダメージ以外に、活性酸素、オゾン、酸化窒素などが生じることによる化学的なダメージが生じるおそれを有する。
そのため、空気が進入し易い表面層２ａ，２ｂの分担電圧を、中間層以下としておくことが好ましい。
特に、本実施形態の積層シート１は、樹脂フィルムよりも高い絶縁耐圧を発揮させることが難しい繊維シートによって表面層２ａ，２ｂが構成されているため、当該表面層２ａ，２ｂの分担電圧を、中間層３の分担電圧以下としておくことが特に好ましい。
Explaining this point, if a partial discharge occurs in the presence of oxygen or nitrogen, the polymer may be damaged not only by the discharge itself but also by chemical damage caused by active oxygen, ozone, nitrogen oxide, etc. Have
For this reason, it is preferable to set the shared voltage of the surface layers 2a and 2b through which air easily enters to be equal to or lower than the intermediate layer.
In particular, in the laminated sheet 1 of the present embodiment, since the surface layers 2a and 2b are configured by fiber sheets that are difficult to exhibit a higher dielectric strength than the resin film, the shared voltage of the surface layers 2a and 2b is It is particularly preferable that the voltage be equal to or lower than the shared voltage of the intermediate layer 3.
本実施形態において樹脂フィルム層３を形成させるための熱可塑性樹脂として好ましく採用することができる熱可塑性樹脂としては、例えば、ノルボルネン樹脂、エチレン−ノルボルネン共重合体樹脂といった環状ポリオレフィン樹脂、シンジオタクティックポリスチレン樹脂、及び、ポリ４−メチル−１−ペンテン樹脂、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体樹脂などが挙げられる。 Examples of the thermoplastic resin that can be preferably used as the thermoplastic resin for forming the resin film layer 3 in the present embodiment include cyclic polyolefin resins such as norbornene resin and ethylene-norbornene copolymer resin, and syndiotactic polystyrene. Examples of the resin include poly-4-methyl-1-pentene resin and ethylene-tetrafluoroethylene copolymer resin.
この熱可塑性樹脂によって形成させる前記樹脂フィルム層３の厚みについては、特に限定がされるものではないが、過度に薄いと一方の繊維シート層２ａから他方の繊維シート層２ｂまでを貫通するピンホール等の欠陥を生じ易くなり、過度に厚いと積層シート１の厚みを必要以上のものとさせてしまうことになる。
このようなことから樹脂フィルム層３の厚みは、通常、１〜４００μｍとすることができ、２０〜１５０μｍとすることが好ましい。
The thickness of the resin film layer 3 formed by this thermoplastic resin is not particularly limited, but if it is too thin, a pinhole that penetrates from one fiber sheet layer 2a to the other fiber sheet layer 2b. Such a defect is likely to occur, and if it is too thick, the thickness of the laminated sheet 1 will be more than necessary.
Therefore, the thickness of the resin film layer 3 can usually be 1 to 400 μm, and preferably 20 to 150 μm.
また、部分放電の発生をより確実に抑制させる上においては、異物やボイド（微小気泡）を樹脂フィルム層中に極力存在させないようにすることが好ましい。 In order to more reliably suppress the occurrence of partial discharge, it is preferable to prevent foreign substances and voids (micro bubbles) from being present in the resin film layer as much as possible.
この樹脂フィルム層３、及び、前記繊維シート層２ａ，２ｂによって、本実施形態の積層シート１は、厚み３０〜３００μｍとなるように形成されていることが好ましい。 The laminated sheet 1 of the present embodiment is preferably formed to have a thickness of 30 to 300 μm by the resin film layer 3 and the fiber sheet layers 2a and 2b.
なお、前記に述べたように、本実施形態の積層シート１は、１ＧＨｚでの測定において２．５以下の比誘電率を示すものであるが、当該積層シート１の比誘電率や前記全芳香族ポリアミド紙等の比誘電率は、空洞共振器とネットワークアナライザとを用いた空洞共振器摂動法によって測定することができる。
前記積層シートの比誘電率や前記全芳香族ポリアミド紙等の比誘電率は、例えば、関東電子応用開発社から市販の１ＧＨｚ用空洞共振器と、アジレントテクノロジー社から市販のネットワークアナライザ（例えば、型名「Ｎ５２３０Ｃ」）とを用いて測定することができる。
また、上記測定は、例えば、積層シートや全芳香族ポリアミド紙から切り出した約２ｍｍ幅のスティック状試料を用いて実施することでができる。
As described above, the laminated sheet 1 of the present embodiment exhibits a relative dielectric constant of 2.5 or less in the measurement at 1 GHz, but the relative dielectric constant of the laminated sheet 1 and the total aroma The relative dielectric constant of a group polyamide paper or the like can be measured by a cavity resonator perturbation method using a cavity resonator and a network analyzer.
The relative permittivity of the laminated sheet and the relative permittivity of the wholly aromatic polyamide paper are, for example, a 1 GHz cavity resonator commercially available from Kanto Electronics Application Development Co., Ltd. and a network analyzer commercially available from Agilent Technologies, Inc. Name “N5230C”).
Moreover, the said measurement can be implemented, for example using the stick-shaped sample of about 2 mm width cut out from the lamination sheet or the wholly aromatic polyamide paper.
本実施形態の積層シートやモーター用絶縁シートの比誘電率は、これらに対して電圧を印加した際に部分放電が発生することを抑制する上において前記のように２．５以下であることが重要である。
また、本実施形態の積層シートにおいて全芳香族ポリアミド紙などの表面層の形成に用いる繊維シートの比誘電率が３．０以下であることが好ましいのは、積層シートやモーター用絶縁シートの全体としての比誘電率を２．５以下とするために中間層を形成する熱可塑性樹脂の種類などに過度な制限が加わることを抑制し得るためである。
さらに、本実施形態の積層シートにおいて前記繊維シートを貼り合せるための熱可塑性樹脂の比誘電率が２．５以下であることが好ましいのも表面層の形成に用いる繊維シートの種類などに過度な制限が加わることを抑制し得るためである。
また、本実施形態の積層シートやモーター用絶縁シートは、中間層を形成する熱可塑性樹脂の比誘電率を２．５以下とすることで中間層の比誘電率に対する表面層の比誘電率の比率（εs／εm）を１．０以上とすることが容易になるという利点を有する。
The relative dielectric constant of the laminated sheet or motor insulating sheet of this embodiment is 2.5 or less as described above in order to suppress the occurrence of partial discharge when a voltage is applied thereto. is important.
In the laminated sheet of the present embodiment, the relative dielectric constant of the fiber sheet used for forming the surface layer such as wholly aromatic polyamide paper is preferably 3.0 or less. This is because it is possible to suppress an excessive restriction on the type of the thermoplastic resin forming the intermediate layer in order to make the relative dielectric constant of 2.5 or less.
Furthermore, the relative dielectric constant of the thermoplastic resin for laminating the fiber sheet in the laminated sheet of the present embodiment is preferably 2.5 or less, which is excessive for the type of the fiber sheet used for forming the surface layer. This is because the restriction can be suppressed.
Further, the laminated sheet and the motor insulating sheet of the present embodiment have a relative dielectric constant of the surface layer relative to the relative dielectric constant of the intermediate layer by setting the relative dielectric constant of the thermoplastic resin forming the intermediate layer to 2.5 or less. There is an advantage that the ratio (ε s / ε m ) can be easily set to 1.0 or more.
なお、本実施形態の積層シートやモーター用絶縁シートは、実施例に記載の測定方法によって観察される部分放電開始電圧が、ＡＣ１４００Ｖ（ピーク値）以上であることが好ましく、ＡＣ１６００Ｖ（ピーク値）以上であることがより好ましい。
また、本実施形態の積層シートやモーター用絶縁シートは、絶縁破壊電圧が１３ｋＶ以上であることが好ましく、１４ｋＶ以上であることがより好ましい。
さらに、本実施形態の積層シートやモーター用絶縁シートは、１００Ｎ／２０ｍｍ以上の端裂抵抗を有することが好ましく、２００Ｎ／２０ｍｍ以上の端裂抵抗（ＪＩＳ Ｃ２１５１ Ｂ法）を有することが特に好ましい。
In the laminated sheet and motor insulating sheet of the present embodiment, the partial discharge start voltage observed by the measurement method described in the examples is preferably AC1400V (peak value) or more, and AC1600V (peak value) or more. It is more preferable that
The laminated sheet and motor insulating sheet of the present embodiment preferably have a dielectric breakdown voltage of 13 kV or higher, and more preferably 14 kV or higher.
Furthermore, the laminated sheet and the motor insulating sheet of the present embodiment preferably have an end tear resistance of 100 N / 20 mm or more, and particularly preferably an end tear resistance of 200 N / 20 mm or more (JIS C2151 B method).
本実施形態の積層シート１は、交流電圧が高い電圧で印加された場合においても、部分放電を発生させにくく、車両駆動用モーターの絶縁シートとして好適に用いられうる。
その場合には、スロット材、ウェッジ、相間絶縁シート、バスバー用絶縁シート等の各種の利用が可能であり、なかでもスロット材として好適に用いられうる。
The laminated sheet 1 of the present embodiment hardly generates partial discharge even when an alternating voltage is applied at a high voltage, and can be suitably used as an insulating sheet for a vehicle driving motor.
In that case, various uses such as a slot material, a wedge, an interphase insulating sheet, and an insulating sheet for a bus bar are possible, and among them, it can be suitably used as a slot material.
次いで、このような積層シートを作製する方法について説明する。
ここでは、図２を参照しつつ全芳香族ポリアミド紙２’と前記熱可塑性樹脂の溶融物３’（以下、「溶融樹脂３’」ともいう）とを用いてモーター用絶縁シートに用いるのに好適な積層シート１を形成する方法を例に挙げて説明する。
なお、図２は、長尺な帯状の全芳香族ポリアミド紙２’を用いて、同じく長尺帯状の積層シート１を連続的に作製するための装置を模式的に示した正面図である。
Next, a method for producing such a laminated sheet will be described.
Here, referring to FIG. 2, using the wholly aromatic polyamide paper 2 ′ and the thermoplastic resin melt 3 ′ (hereinafter also referred to as “molten resin 3 ′”) for use in a motor insulating sheet. A method for forming a suitable laminated sheet 1 will be described as an example.
FIG. 2 is a front view schematically showing an apparatus for continuously producing the same long belt-like laminated sheet 1 using a long belt-like wholly aromatic polyamide paper 2 ′.
すなわち、本実施形態の積層シート１の製造装置は、左右に離間し互いに平行な回転軸を有する２台の送出機１１，１１を備え、これらの送出機１１，１１の略中間上方に、下方に向けて吐出口が配され、且つ、全芳香族ポリアミド紙２’と略同幅の吐出口を有するＴ−ダイを装着した押出機１６が備えられ、前記送出機１１，１１の略中間下方に、それぞれの送出機から送り出された全芳香族ポリアミド紙２’を前記押出機１６から吐出された溶融樹脂３’を介して貼り合わせて得るように一対の絞りロール１４，１４が備えられている。 That is, the manufacturing apparatus of the laminated sheet 1 according to the present embodiment includes two delivery machines 11 and 11 having rotation axes that are separated from each other in the left and right directions and parallel to each other. And an extruder 16 equipped with a T-die having a discharge port substantially the same width as that of the wholly aromatic polyamide paper 2 'is provided. Further, a pair of squeezing rolls 14 and 14 are provided so as to obtain the wholly aromatic polyamide paper 2 'fed from each of the feeding machines through the molten resin 3' discharged from the extruder 16. Yes.
また、本実施形態の積層シート１の製造装置は、前記絞りロール１４，１４によって通じて２枚の全芳香族ポリアミド紙２’が貼り合わされて得られた積層シート１を巻き取る巻取装置１５を備えている。 Moreover, the manufacturing apparatus of the laminated sheet 1 of the present embodiment is a winding device 15 that winds up the laminated sheet 1 obtained by pasting two wholly aromatic polyamide papers 2 ′ through the squeezing rolls 14 and 14. It has.
そして、本実施形態の積層シート１は、この装置の前記送出機１１，１１にそれぞれ全芳香族ポリアミド紙ロール１２，１２を装着し、この全芳香族ポリアミド紙ロール１２，１２から繰り出した帯状の全芳香族ポリアミド紙２’を絞りロール１４，１４の間を通過させて前記巻取装置１５に固定するとともに、前記絞りロール１４，１４の間隔を、所定の間隔（通常、作製する積層シートの厚みに同じ）に調整して作製することができる。
即ち、装置を上記のような状態にセットした後で、前記送出機１１，１１を使って全芳香族ポリアミド紙ロール１２，１２に適度なブレーキをかけつつ前記巻取装置１５による２枚の全芳香族ポリアミド紙２’，２’の巻取りを開始し、さらに、前記押出機１６を使って前記Ｔ−ダイから溶融樹脂３’を帯状に吐出させて本実施形態の積層シート１を形成させることができる。
And the laminated sheet 1 of this embodiment is equipped with the wholly aromatic polyamide paper rolls 12 and 12 on the feeders 11 and 11 of the apparatus, respectively, and the belt-like shape fed out from the wholly aromatic polyamide paper rolls 12 and 12 is provided. The wholly aromatic polyamide paper 2 ′ is passed between the squeezing rolls 14 and 14 and fixed to the winding device 15, and the spacing between the squeezing rolls 14 and 14 is set to a predetermined interval (usually of the laminated sheet to be produced). The thickness can be adjusted to the same value).
That is, after the apparatus is set in the above-described state, all the two sheets by the winding device 15 are put on the wholly aromatic polyamide paper rolls 12 and 12 by using the feeders 11 and 11 while applying an appropriate brake. The winding of the aromatic polyamide paper 2 ′, 2 ′ is started, and further, the molten resin 3 ′ is discharged from the T-die in a band shape using the extruder 16 to form the laminated sheet 1 of this embodiment. be able to.
このような製造方法によれば、簡便で効率良く積層シートを作製することができる。
ただし、本実施形態の積層シートは、このような方法のみならず、種々の方法で作製可能であることはここで説明するまでもなく当然の事柄である。
なお、上記において具体的に例示されていない事項であっても、従来、積層シートやモーター用絶縁シートに関する技術事項として公知の事柄については、本実施形態の積層シートやモーター用絶縁シートにも採用が可能なものである。
According to such a manufacturing method, a laminated sheet can be produced simply and efficiently.
However, it is a matter of course that the laminated sheet of the present embodiment can be produced not only by such a method but also by various methods.
In addition, even for matters not specifically exemplified above, conventionally known matters relating to laminated sheets and motor insulating sheets are also employed in the laminated sheets and motor insulating sheets of this embodiment. Is possible.
次に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES Next, although an Example is given and this invention is demonstrated in more detail, this invention is not limited to these.
（繊維シート及び熱可塑性樹脂）
評価用の積層シート（モーター用絶縁シート）の形成には、以下の繊維シートと熱可塑性樹脂とを用いた。
（繊維シート）
１）シートＡ：
デュポン帝人アドバンスドペーパー社製の実質的に無孔性の全芳香族ポリアミド紙、商品名「ノーメックスペーパー Ｔ４１０」、厚み５０μｍ
２）シートＢ：
デュポン帝人アドバンスドペーパー社製、ポリフェニレンスルフィド樹脂被覆ポリエチレンテレフタレート繊維からなる実質的に無孔性の不織布、厚み６０μｍ
（熱可塑性樹脂）
１）ｓＰＳ：
出光興産社製、シンジオタクティックポリスチレン樹脂、商品名「ＸＡＲＥＣ Ｓ１０５Ｓ」
２）ＣＯＰ：
ポリプラスチックス社製、環状ポリオレフィン樹脂（エチレン−ノルボルネン共重合体樹脂）、商品名「ＴＯＰＡＳ ６０１７−Ｓ０４」
３）ＴＰＸ：
三菱化学社製、ポリ４−メチル−１−ペンテン樹脂、商品名「ＴＰＸ ＲＴ１８」
４）ＥＴＦＥ：
ＡＧＣ旭硝子社製、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体樹脂、商品名「Ｆｌｕｏｎ アフレックス」
５）ＰＰＳ：
東レ社製 ポリフェニレンスルフィド樹脂 商品名「トレリナ」
６）ＰＥＴ：
東レ社製、ポリエチレンテレフタレート樹脂、商品名「ルミラー」
７）ＰＥＮ：
帝人社製、ポリエチレンナフタレート樹脂、商品名「テオネックス」
(Fiber sheet and thermoplastic resin)
The following fiber sheet and thermoplastic resin were used to form an evaluation laminated sheet (motor insulating sheet).
(Fiber sheet)
1) Sheet A:
DuPont Teijin Advanced Paper's substantially non-porous wholly aromatic polyamide paper, trade name “Nomex Paper T410”, thickness 50 μm
2) Sheet B:
Made by DuPont Teijin Advanced Paper, made of polyphenylene sulfide resin-coated polyethylene terephthalate fiber, substantially nonporous nonwoven fabric, thickness 60μm
(Thermoplastic resin)
1) sPS:
Idemitsu Kosan Co., Ltd., syndiotactic polystyrene resin, trade name "XAREC S105S"
2) COP:
Polyplastics, cyclic polyolefin resin (ethylene-norbornene copolymer resin), trade name “TOPAS 6017-S04”
3) TPX:
Mitsubishi Chemical Co., Ltd., poly-4-methyl-1-pentene resin, trade name “TPX RT18”
4) ETFE:
AGC Asahi Glass Co., Ltd., ethylene-tetrafluoroethylene copolymer resin, trade name “Fluon Aflex”
5) PPS:
Toray Industries polyphenylene sulfide resin Product name “Torelina”
6) PET:
Toray Industries, Polyethylene terephthalate resin, trade name "Lumirror"
7) PEN:
Teijin Limited, polyethylene naphthalate resin, trade name "Teonex"
上記の繊維シートと熱可塑性樹脂とを用い、下記表１に示す構成の積層シートを作製した。
繊維シート、熱可塑性樹脂、及び、積層シートの比誘電率（１ＧＨｚ）を空洞共振器摂動法によって測定した結果を併せて表１に示す。
Using the above fiber sheet and thermoplastic resin, a laminated sheet having the configuration shown in Table 1 below was produced.
Table 1 shows the results of measuring the relative dielectric constant (1 GHz) of the fiber sheet, the thermoplastic resin, and the laminated sheet by the cavity resonator perturbation method.
（部分放電開始電圧（Ｐａｒｔｉａｌ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｉｎｃｅｐｔｉｏｎ Ｖｏｌｔａｇｅの測定）
積層シートから一辺５０ｍｍの正方形のテストピースを切り出し、該テストピースの部分放電開始電圧を三菱電線工業社製の部分放電測定器（型名「ＱＭ−５０」）によって測定した。
なお、測定に際しては、前記テストピースをステンレス板と真鍮電極との間に挟み込み、該ステンレス板と該真鍮電極とに２００Ｖｒｍｓ／秒の昇圧速度で交流電圧を印加し、部分放電測定器によって測定される放電電荷量が１００ｐＣとなったときの電圧値を求めた。
この電圧値（ピーク電圧値）を、下記表１に示す。
(Partial discharge start voltage (Measurement of Partial Discharge Intake Voltage))
A square test piece having a side of 50 mm was cut out from the laminated sheet, and the partial discharge start voltage of the test piece was measured with a partial discharge measuring instrument (model name “QM-50”) manufactured by Mitsubishi Electric Cable Industries.
In the measurement, the test piece is sandwiched between a stainless steel plate and a brass electrode, an AC voltage is applied to the stainless steel plate and the brass electrode at a boosting rate of 200 Vrms / second, and the measurement is performed by a partial discharge measuring instrument. The voltage value when the discharge charge amount to be 100 pC was obtained.
This voltage value (peak voltage value) is shown in Table 1 below.
また、表１に示した、「中間層の比誘電率に対する表面層の比誘電率の比率（εs／εm）」と「部分放電開始電圧」との関係をグラフ化したものを図３に示す。 FIG. 3 is a graph showing the relationship between the “ratio of the relative dielectric constant of the surface layer to the relative dielectric constant of the intermediate layer (ε s / ε m )” shown in Table 1 and the “partial discharge start voltage”. Shown in
なお、１ＧＨｚにおける比誘電率が２．５以下の積層シートは、部分放電開始電圧が高く、モーター用絶縁シートとして用いるのに適していることが上記の表からも判る。
また、図３からは、破線右側の領域（比率（εs／εm）≧１．０）において部分放電開始電圧が格段に高くなっており、モーター用絶縁シートとして用いるのに当該領域の積層シートが特に適していることがわかる。
It can also be seen from the above table that a laminated sheet having a relative dielectric constant of 2.5 or less at 1 GHz has a high partial discharge starting voltage and is suitable for use as an insulating sheet for motors.
Also, from FIG. 3, the partial discharge start voltage is remarkably high in the region on the right side of the broken line (ratio (ε s / ε m ) ≧ 1.0), and this region is laminated for use as a motor insulating sheet. It can be seen that the sheet is particularly suitable.
１：積層シート、２ａ，２ｂ：表面層（繊維シート層）、３：中間層（樹脂フィルム層） 1: Laminated sheet, 2a, 2b: surface layer (fiber sheet layer), 3: intermediate layer (resin film layer)
Claims (3)
両表面を構成する表面層と、該表面層の間に配された中間層との少なくとも３層の積層構造を有し、
前記表面層の前記比誘電率の値をε s 、前記中間層の前記比誘電率の値をε m としたときに、該中間層の比誘電率に対する前記表面層の比誘電率の比率（ε s ／ε m ）が１．０以上で、
１ＧＨｚにおける比誘電率が２．５以下の熱可塑性樹脂を加熱溶融した溶融物で１ＧＨｚにおける比誘電率が３．０以下の２枚の繊維シートが貼り合された３層構造を有し、該繊維シートによって前記表面層が形成されているとともに前記熱可塑性樹脂によって前記中間層が形成されていることを特徴とするモーター用絶縁シート。 Ri der dielectric constant of 2.5 or less at 1 GHz,
It has a laminated structure of at least three layers of a surface layer constituting both surfaces and an intermediate layer disposed between the surface layers,
When the relative dielectric constant value of the surface layer is ε s and the relative dielectric constant value of the intermediate layer is ε m , the ratio of the relative dielectric constant of the surface layer to the relative dielectric constant of the intermediate layer ( ε s / ε m ) is 1.0 or more,
It has a three-layer structure in which two fiber sheets having a relative dielectric constant of 3.0 or less at 1 GHz are bonded with a melt obtained by heating and melting a thermoplastic resin having a dielectric constant of 2.5 or less at 1 GHz. motor insulation sheet characterized that you have been the intermediate layer is formed by the thermoplastic resin together with the surface layer by the fiber sheet is formed.
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