JP6325549B2

JP6325549B2 - 平角電線およびその製造方法並びに電気機器

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Publication number: JP6325549B2
Application number: JP2015535432A
Authority: JP
Inventors: 秀雄福田; 大藤原; 恒夫青井; 浩志金岩; 武文梶
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.; Denso Corp; Furukawa Magnet Wire Co Ltd
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.; Denso Corp; Furukawa Magnet Wire Co Ltd
Priority date: 2013-09-06
Filing date: 2014-08-26
Publication date: 2018-05-16
Anticipated expiration: 2034-08-26
Also published as: CN105518807A; WO2015033820A1; EP3043356B1; EP3043356A1; CN105518807B; JPWO2015033820A1; TW201523651A; US20160189826A1; EP3043356A4; US10325695B2; TWI642069B

Description

本発明は、複数の平角金属体を積層して構成された主に高周波用の平角電線およびその製造方法並びに電気機器に関するものである。

一般に、高周波用の平角電線は、交流モータや高周波電気機器のコイル等に用いられている。ハイブリッド自動車（ＨＶ）、電気自動車（ＥＶ）用モータのほか高速鉄道車両用モータとしても用いられている。従来の平角電線は、外周に絶縁用のエナメル皮膜や酸化膜が形成された断面方形の平角金属体を積層して構成されている（例えば、特許文献１または２参照）。

特開昭５９−０２９３０７号公報特開２００９−２４５６６６号公報

従来の複数の平角金属体を積層して、その外周に絶縁用のエナメル皮膜を形成した高周波用の平角電線では、平角金属導体を積層することで高周波用として特性を発現している。しかし、モータを組み立てる際の溶接の工程において、エナメル皮膜がススとなって残存してしまい、強固に溶接することが困難であった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、高周波特性を満足しながら、モータを組み立てる際の平角電線の溶接の工程において、強固な溶接を可能にする平角電線及びその製造方法並びに電気機器を提供することにある。

本発明の平角電線は、積層する層としての平角金属体の外周に融点を持たない非晶性樹脂もしくはアミド結合を持つ結晶性樹脂の層を形成し、それを複数層に積層した積層導体部と、積層導体部の外周に融点が３００℃以上の熱可塑性樹脂の層を有するものである。

すなわち、上記課題は以下の手段により解決される。
（１）融点を持たない非晶性樹脂もしくはアミド結合を持つ結晶性樹脂である第１熱可塑性樹脂の層を外周に形成した平角金属導体を厚さ方向に積層して構成された積層導体部と、前記積層導体部の外周に融点が３００℃以上の第２熱可塑性樹脂の層とを有する高周波用の平角電線であって、
前記第１熱可塑性樹脂を焼き付け塗装した焼付塗布層の厚さが３μｍ以上１５μｍ以下であり、前記第２熱可塑性樹脂の層の厚さが４０μｍ以上２００μｍ以下であって、該第２熱可塑性樹脂の比誘電率が４．０以下であることを特徴とする平角電線。
（２）融点を持たない非晶性樹脂もしくはアミド結合を持つ結晶性樹脂である第１熱可塑性樹脂の層を平角金属導体の１面にのみ形成し得られた平角線を、第１熱可塑性樹脂の層を形成した面に積層することで構成された積層導体部と、前記積層導体部の外周に融点が３００℃以上の第２熱可塑性樹脂の層とを有する高周波用の平角電線であって、
前記第１熱可塑性樹脂を焼き付け塗装した焼付塗布層の厚さが３μｍ以上１５μｍ以下であり、前記第２熱可塑性樹脂の層の厚さが４０μｍ以上２００μｍ以下であって、該第２熱可塑性樹脂の比誘電率が４．０以下であることを特徴とする平角電線。
（３）前記第１熱可塑性樹脂が、ポリエーテルイミド、ポリフェニルサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリアミド６６、ポリアミド４６、およびポリアミド６からなる群より選択される樹脂である（１）または（２）項に記載の平角電線。
（４）前記第２熱可塑性樹脂が、ポリアリールエーテルケトン、変性ポリエーテルエーテルケトンおよび熱可塑性ポリイミドからなる群より選択される樹脂である（１）から（３）のいずれか１項に記載の平角電線。
（５）前記平角金属導体を厚さ方向に積層する総数が２層以上６層以下である（１）から（４）のいずれか１項に記載の平角電線。
（６）前記平角電線端末に対して、溶接電流を３０Ａ、溶接時間を０．１秒の条件で、アーク放電を発生させて溶接を行った場合、電線端末に溶接玉ができる（１）から（５）のいずれか１項に記載の平角電線。
（７）融点を持たない非晶性樹脂もしくはアミド結合を持つ結晶性樹脂である第１熱可塑性樹脂の層を焼き付け塗装により外周に形成した平角金属導体と、該融点を持たない非晶性樹脂もしくはアミド結合を持つ結晶性樹脂である第１熱可塑性樹脂の層を焼き付け塗装により外周に形成した平角金属導体の外周に融点が３００℃以上の第２熱可塑性樹脂の層を有する高周波用の平角電線の製造方法であって、積層導体部の外周に融点が３００℃以上の第２熱可塑性樹脂の層を有する高周波用の平角電線の製造方法であって、
前記第１熱可塑性樹脂を焼き付け塗装した焼付塗布層の厚さが３μｍ以上１５μｍ以下であり、前記第２熱可塑性樹脂の層の厚さが４０μｍ以上２００μｍ以下であって、該第２熱可塑性樹脂の比誘電率が４．０以下であり、
前記第１熱可塑性樹脂の層を焼き付け塗装により外周に形成した平角金属導体を厚さ方向に積層して積層導体部を形成する工程と、該積層導体部の外周に前記第２熱可塑性樹脂の層を被覆する工程を有することを特徴とする平角電線の製造方法。
（８）融点を持たない非晶性樹脂もしくはアミド結合を持つ結晶性樹脂である第１熱可塑性樹脂の層を外周に形成した平角金属導体を厚さ方向に積層して構成された積層導体部と、前記積層導体部の外周に融点が３００℃以上の第２熱可塑性樹脂の層とを備えた高周波用の平角電線を有し、
前記第１熱可塑性樹脂を焼き付け塗装した焼付塗布層の厚さが３μｍ以上１５μｍ以下であり、前記第２熱可塑性樹脂の層の厚さが４０μｍ以上２００μｍ以下であって、該第２熱可塑性樹脂の比誘電率が４．０以下であることを特徴とする電気機器。

本発明の平角電線によれば、積層させる平角金属導体の外周に熱可塑性樹脂を選択することで、高周波における損失量抑制の効果を持つことができる。それとともに、溶接した際にススを発生させることがなく、溶接しやすさを兼ね備えることができる。
本発明の平角電線の製造方法によれば、高周波特性に優れた溶接しやすい平角電線の製造方法を提供することができる。
本発明の電気機器によれば、平角電線が溶接性に優れていることから電線接続の信頼性が高く、高周波特性に優れた電気機器を提供することができる。

本発明の上記及び他の特徴及び利点は、適宜添付の図面を参照して、下記の記載からより明らかになるであろう。

本発明の平角電線に係る好ましい一実施形態を示した断面図である。本発明の平角電線に係る好ましい別の一実施形態を示した断面図であり、（ａ）は第１熱可塑性樹脂の層が塗布形成された金属導体断面を示した断面図であり、（ｂ）は積層導体部に第２熱可塑性樹脂の層が形成された平角電線の断面を示した断面図である。溶接性の評価を示した図面であり、（ａ）は溶接性に優れた例を示した斜視図であり、（ｂ）は溶接が可能な例を示した斜視図であり、（ｃ）は溶接性に劣る例を示した斜視図であり、（ｄ）は溶接が不可となった例を示した斜視図である。成形性の評価を示した図面であり、（ａ）は成形性が優れている例を示した断面図であり、（ｂ）は成形性が良である例を示した断面図であり、（ｃ）は成形性が許容範囲内である例を示した断面図であり、（ｄ）は成形性が劣る例を示した断面図である。なお、断面を示すハッチングの記載は省略した。

本発明の平角電線について、好ましい一実施形態を図１によって説明する。
図１に示すように、平角電線１は、第１熱可塑性樹脂の層１１を外周に形成した平角金属導体（金属導体ともいう）２を厚さ方向に積層して構成された積層導体部３を有する。さらにその積層導体部３の外周に第２熱可塑性樹脂の層２１を有する。第１熱可塑性樹脂の層１１は融点を持たない非晶性樹脂もしくはアミド結合を持つ結晶性樹脂である。第２熱可塑性樹脂の層２１は融点が３００℃以上である。このような構成を有する平角電線１は、高周波における損失量抑制の効果を持ち合わせながら、溶接工程においてススを発生させることがなく溶接しやすさを兼ね備えることができる。

（平角金属導体）
上記平角電線１における平角金属導体２は、従来の平角電線で用いられているものを使用することができる。平角金属導体２として、好ましくは、酸素含有量が３０ｐｐｍ以下の低酸素銅または無酸素銅の導体が挙げられる。平角金属導体２の酸素含有量が３０ｐｐｍ以下であれば、平角金属導体２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い。さらに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。

（金属導体の外周の層）
平角電線１における金属導体２の外周に形成される層は、融点を持たない非晶性樹脂もしくはアミド結合を持つ結晶性樹脂である第１熱可塑性樹脂の層１１で形成される。第１熱可塑性樹脂には、例えば、非晶性の、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリフェニルサルホン（ＰＰＳＵ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、結晶性の、ポリアミド６６（ＰＡ６６）、ポリアミド４６（ＰＡ４６）、ポリアミド６（ＰＡ６）、等が挙げられる。

金属導体２の外周に形成される第１熱可塑性樹脂の層２１は、焼付炉を通す回数を減らし極力焼付塗布層の劣化を防止するため、また高周波における特性を発現させるために、厚さが６０μｍ以下であればよい。さらに積層導体部３の成形性を得ることを考慮すると、第１熱可塑性樹脂の層２１の厚さは、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは２５μｍ以下、さらに好ましくは１５μｍ以下である。一方、高周波における特性を発現するため、かつ金属導体間の絶縁性を得るためには、ピンホールが生じない程度の厚さであれば特に制限されるものではない。すなわち、第１熱可塑性樹脂の層２１の厚さは、好ましくは０．５μｍ以上、より好ましくは２μｍ以上、さらに好ましくは３μｍ以上である。

この第１熱可塑性樹脂の焼付層は、上述の第１熱可塑性樹脂を含む樹脂ワニスを金属導体２上に好ましくは複数回塗布、焼付して形成することができる。樹脂ワニスを塗布する方法は、常法でよく、例えば、金属導体２の形状の相似形としたワニス塗布用ダイスを用いる方法、金属導体２の断面形状が四角形であるならば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。これらの樹脂ワニスを塗布した金属導体２は常法にて焼付炉で焼き付けされる。具体的な焼付条件はその使用される炉の形状などに左右される。例えば、およそ５ｍの自然対流式の竪型炉であれば、４００〜５００℃にて通過時間を１０〜９０秒に設定することにより達成することができる。

また、上述の第１熱可塑性樹脂を含む樹脂ワニスを金属導体２上に塗布、焼付する工程において、図２（ａ）に示すように、金属導体２の外周４面のうち１面２Ｓのみに第１熱可塑性樹脂の層１１を焼付塗布して形成してもよい。この場合、塗布に必要な面以外をマスキングし、その必要な１面２Ｓのみにワニスを塗布することで、所望の構成を得ることができる。そして図２（ｂ）に示すように、第１熱可塑性樹脂の層１１を形成した金属導体２からなる平角線を、第１熱可塑性樹脂の層１１を介して、複数層に積層して積層導体部３を形成する。図面では一例として、３層に積層した積層導体部３を示した。さらに上記同様に、積層導体部３の外周に第２熱可塑性樹脂の層２１を形成して、平角電線１を構成している。

なお、金属導体２を積層する層数は、２層以上６層以下であることが好ましい。積層数が２層で十分高周波における損失量の低減は見込め、層数が増えるほど損失量はさらに低減される。積層する層数が、７層以上では層数による高周波における損失量の低減は見込める。しかし、絶縁部材の占める割合が増加し、金属導体の充填率が低下することで、十分な損失が見込めないことが考えられる。さらに、７層以上ではずれることなく積層させることが難しい。以上のことから、積層数は６層以下までが現実的であると言える。
また、積層する方向は、平角金属導体２の辺の長い方を幅、辺の短い方を厚さとすると、幅、厚さのどちら方向に積層しても問題はない。好ましくは平角金属導体２の辺の長い方を接触させ、厚さ方向に積層させる。

（積層導体部の外周の層）
上記平角電線１における積層導体部３の外周の層は、積層導体部３との密着強度が高く、積層導体部３の外側に少なくとも１層設けられる。その層数は、１層であっても複数層であってもよい。
積層導体部３の外周の層は上記第２熱可塑性樹脂の層２１であり、押出成形可能な熱可塑性樹脂である。この熱可塑性樹脂は、耐熱老化特性に加えて、積層導体部と積層導体部の外周の層との接着強度及び耐溶剤性にも優れる点で、融点が３００℃以上であることが好ましく、３３０℃以上であることがさらに好ましい。第２熱可塑性樹脂の融点の上限は、４５０℃以下であるのが好ましい。第２熱可塑性樹脂の融点は、示差走査熱量分析（ＤＳＣ）により、測定することができる。
この第２熱可塑性樹脂は、部分放電開始電圧をより一層高くできる点で、比誘電率が４．５以下であるのが好ましく、４．０以下であるのがさらに好ましい。この比誘電率は市販の誘電率測定装置で測定することができる。測定温度、周波数については、必要に応じて変更するものである。本明細書においては、特に記載の無い限り、２５℃、５０Ｈｚにおいて測定した値である。
上記第２熱伝導樹脂の層２１は、積層導体部３との密着強度が高く、積層導体部３の外側に少なくとも１層または複数層に設けられる。

押出成形可能な熱可塑性樹脂としては、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、変性ポリエーテルエーテルケトン（ｍｏｄｉｆｉｅｄ−ＰＥＥＫ）、熱可塑性ポリイミド（ＰＩ）、芳香環を有するポリアミド（芳香族ポリアミドという）、ポリケトン（ＰＫ）等が挙げられる。
上記第２熱可塑性樹脂には、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトンに代表される芳香環、エーテル結合、ケトン結合を含む熱可塑性樹脂であるポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）を用いる。もしくは、ポリエーテルエーテルケトンに他の熱可塑性樹脂を混合した変性ポリエーテルエーテルケトンを用いる。または、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）からなる群より選択される少なくとも１種の熱可塑性樹脂を使用する。これらの熱可塑性樹脂の中から、融点が３００℃以上４５０℃以下で、好ましくは比誘電率が４．５以下である熱可塑性樹脂を用いる。熱可塑性樹脂は１種単独でもよく、２種以上を用いてもよい。２種以上混合の場合で融点が２種類以上存在する場合は３００℃以上の融点を含めばよい。また、上記変性ポリエーエルエーテルケトンは、例えば、ポリエーテルエーテルケトンにポリフェニルサルホンを添加した混合物であり、ポリフェニルサルホンはポリエーテルエーテルケトンより混合率が低い。

押出被覆樹脂層である第２熱可塑性樹脂の層２１の厚さは、４０μｍ以上２００μｍ以下であることが発明の効果を実現する上で好ましい。積層導体部３の外周の層を形成する第２熱可塑性樹脂の層２１の厚さが厚すぎると、第２熱可塑性樹脂の層２１自体に剛性があるため平角電線１としての可撓性に乏しくなる。一方、第２熱可塑性樹脂の層２１の厚さは、絶縁不良を防止できる点で、４０μｍ以上であるのが好ましく、５０μｍ以上であるのがさらに好ましい。

上記第２熱可塑性樹脂を押出成形する際の押出温度条件は、用いる熱可塑性樹脂に応じて適宜に設定される。好ましい押出温度の一例を挙げると、具体的には、押出被覆に適した溶融粘度にするために融点よりも約４０℃から６０℃高い温度に押出温度を設定する。このように、温度設定された押出成形によって押出被覆樹脂層である第２熱可塑性樹脂の層２１を形成する。この場合、製造工程にて被覆樹脂層を形成する際に焼付炉を通す必要がないため、金属導体２の酸化被膜層の厚さを成長させることなく、絶縁層すなわち第２熱可塑性樹脂の層２１の厚さを厚くできるという利点がある。

この好適な実施態様における平角電線１は、積層導体部３とその外周の第２熱可塑性樹脂の層２１とが高い接着強度で密着している。積層導体部３とその外周の第２熱可塑性樹脂の層２１との接着強度は、例えば、ＪＩＳＣ３２１６−３巻線試験方法−第３部機械的特性の、５．２伸長試験と同じ要領で行い、伸張後の試験片に浮きがないか目視で調べる。

また、この好適な実施態様における平角電線は、耐熱老化特性に優れている。この耐熱老化特性は、高温の環境で使用されても長時間、絶縁性能が低下しないという信頼性を保つための指標になるものである。例えば、ＪＩＳＣ３２１６−３巻線試験方法−第３部機械的特性の、５−１巻付け試験に従って巻き付けたものを用いる。それを、１９０℃高温槽に１０００時間静置した後の、第２熱可塑性樹脂の層２１（積層導体部の外周の層）に発生する亀裂の有無を目視にて評価する。この好適な実施態様における平角電線は、高温の環境で使用されても、より一層長期間にわたって、例えば１５００時間静置した後であっても、耐熱老化特性を維持できる。
本実施形態において、耐熱老化特性は、第２熱可塑性樹脂の層２１の亀裂が確認できず、異常がない場合に優れたものと評価できる。この好適な実施態様における平角電線１は、１０００時間はもちろん、１５００時間であっても、第２熱可塑性樹脂の層２１に亀裂が確認できず、耐熱老化特性に優れ、高温の環境で使用されてもより一層長期間にわたって信頼性を保つことができる。

耐溶剤性は、例えば、ＪＩＳＣ３２１６−３巻線試験方法−第３部機械的特性の、５−１巻付け試験に従って巻き付けたものを用いる。それを、溶剤に１０秒間浸漬後、第２熱可塑性樹脂の層２１の表面を目視にて確認して行うことができる。本実施形態においては、溶剤には、アセトン、キシレン及びスチレンの３種類の溶剤を用いて行い、温度は常温と１５０℃（試料を１５０℃にて３０分加熱した直後に熱い状態で溶剤へ浸漬する）の２水準によって行う。そして、第２熱可塑性樹脂の層２１の表面に異常が無い場合には非常に優れたものと評価する。この好適な実施態様における平角電線１は、アセトン、キシレン及びスチレンのいずれの溶剤であっても、また常温及び１５０℃のいずれであっても、第２熱可塑性樹脂の層２１の表面に異常は見られない。

本発明の平角電線は、上記積層導体部３を横に複数列に配列して、第２熱可塑性樹脂の層２１を被覆した構成であってもよい。複数列の構成でも単列の場合と同様の特性を得ることができる。

上記説明した本発明の平角電線１は、電気機器の一例として、ハイブリッド自動車もしくは電気自動車のモータを構成するコイルに適用することが好適である。例えば、特開２００７−２５９５５５号公報に記載されているような回転電機（モータ）の固定子のコイルを形成する巻線に用いることができる。本発明のような平角電線を積層した構成では、高周波領域においても電流損失が小さいという利点がある。

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。本発明はこれらに限定されるものではない。

（参考例１）
０．８５×３．２ｍｍ（厚さ×幅）で四隅の面取り半径ｒ＝０．３ｍｍの酸素含有量１５ｐｐｍの銅からなる平角金属導体２（図１参照）を準備した。銅の金属導体２の外周の層となる第１熱可塑性樹脂の層１１（図１参照）の形成に際しては、金属導体２の形状と相似形のダイスを使用して、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）ワニスを金属導体２へコーティングした。ＰＥＩにはサビックイノベーティブプラスチックス社製、商品名：ウルテム１０１０を用いた。そして、４５０℃に設定した炉長８ｍの焼付炉内を、焼き付け時間１５秒となる速度で通過させた。ポリエーテルイミドワニスは、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）にポリエーテルイミドを溶解させた。この１回の焼き付け工程で厚さ０．５μｍのポリエーテルイミド層を形成した。ワニス濃度を調整することで厚さ０．５μｍのポリエーテルイミド層を形成し、被膜厚さ０．５μｍの金属導体２を得た。

得られた金属導体２を厚さ方向に２層積層して積層導体部３（図１参照）を得て、押出成形によりその外周に第２熱可塑性樹脂の層２１（図１参照）を設けた。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。第２熱可塑性樹脂としてはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を用い、押出温度条件は表１に従って行った。ＰＥＥＫには、ソルベイスペシャリティポリマーズ製、商品名：キータスパイアＫＴ−８２０、比誘電率３．１、融点３４３℃を用いた。表１中の、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。押出ダイを用いてポリエーテルエーテルケトンの押出被覆を行った後、１０秒間、放置してから水冷した。そして、積層導体部３の外周に厚さ１１５μｍの第２熱可塑性樹脂の層２１を形成し、平角電線１（図１参照）を得た。

（参考例２、実施例４、参考例５、６）
第１熱可塑性樹脂の層１１（図１参照）および第２熱可塑性樹脂の層２１（図１参照）のそれぞれの厚さを表２に示す厚さに変更した。それ以外は、参考例１と同様にして平角電線を得た。

（実施例３）
０．１４１×３．２ｍｍ（厚さ×幅）で四隅の面取り半径ｒ＝０．３ｍｍの酸素含有量１５ｐｐｍの銅からなる平角金属導体を準備する。そして、第１熱可塑性樹脂の層および第２熱可塑性樹脂の層の厚さを表２に示す厚さにし、積層数を６層にした。それら以外は、参考例１と同様にして平角電線を得た。

（実施例７、８）
第１熱可塑性樹脂の層１１（図１参照）に、ポリエーテルイミドに代えてそれぞれポリエーテルサルホン（ＰＥＳ、住友化学社製、商品名：スミカセクセル４０００Ｇ、比誘電率３．４）を用いた。第１熱可塑性樹脂の層１１と第２熱可塑性樹脂の層２１（図１参照）のそれぞれの厚さを表２に示す厚さにした。それら以外は、参考例１と同様にして平角電線１（図１参照）を得た。
（実施例９）
第１熱可塑性樹脂の層１１に、ポリエーテルイミドに代えてポリフェニルサルホン（ＰＰＳＵ、ソルベイスペシャルティポリマーズ社製、商品名：レーデルＲ５８００、比誘電率３．３）を用いた。さらに、第１熱可塑性樹脂の層１１と第２熱可塑性樹脂の層２１のそれぞれの厚さを表２に示す厚さにした。それら以外は、参考例１と同様にして平角電線１（図１参照）を得た。

（参考例１０、１１、実施例１３、１４、参考例１５、１８、１９）
第１熱可塑性樹脂の層１１に、ポリエーテルイミドに代えてそれぞれポリアミド６６（ＰＡ６６、旭化成社製、商品名：レオナ１４０２Ｓ、比誘電率３．８）を用いた。第１熱可塑性樹脂の層１１と第２熱可塑性樹脂の層２１のそれぞれの厚さを表２に示す厚さにした。それら以外は、参考例１と同様にして平角電線１（図１参照）を得た。

（実施例１２、２０、２１）
第１熱可塑性樹脂の層に、ポリエーテルイミドに代えてそれぞれポリアミド６６（ＰＡ６６、旭化成社製、商品名：レオナ１４０２Ｓ、比誘電率３．８）を用いた。第１熱可塑性樹脂の層と第２熱可塑性樹脂の層のそれぞれの厚さを表２に示す厚さにした。それら以外は、実施例３と同様にして平角電線を得た。

（参考例１６）
第２熱可塑性樹脂の層２１（図１参照）に、ポリエーテルエーテルケトンに代えて変性ポリエーテルエーテルケトン（ｍｏｄｉｆｉｅｄ−ＰＥＥＫ）を用いた。変性ポリエーテルエーテルケトンには、ソルベイスペシャリティポリマーズ社製、商品名：アバスパイアＡＶ−６５０、比誘電率３．１、融点３４０℃を用いた。そして、第１熱可塑性樹脂の層１１（図１参照）と第２熱可塑性樹脂の層２１のそれぞれの厚さを表２に示す厚さにした。それら以外は、参考例１と同様にして平角電線１（図１参照）を得た。その際、第２熱可塑性樹脂の押出成形時の押出温度条件は表１に従った。
（実施例１７）
第２熱可塑性樹脂の層に、ポリエーテルエーテルケトンに代えて変性ポリエーテルエーテルケトン（ｍｏｄｉｆｉｅｄ−ＰＥＥＫ）を用いた。変性ポリエーテルエーテルケトンには、ソルベイスペシャリティポリマーズ社製、商品名：アバスパイアＡＶ−６５０、比誘電率３．１、融点３４０℃を用いた。そして、第１熱可塑性樹脂の層と第２熱可塑性樹脂の層のそれぞれの厚さを表２に示す厚さにした。それら以外は、実施例３と同様にして平角電線を得た。その際、第２熱可塑性樹脂の押出成形時の押出温度条件は実施例１４と同様に、表１に従った。
（実施例２２、２３）
参考例１と同様の平角金属導体を用い、参考例１０と同様のポリアミド６６からなる第１熱可塑性樹脂の層の厚さを表２に示す厚さにした。そして、第１熱可塑性樹脂の層を被覆した金属導体を２層に積層し、さらにそれを２列に配して積層導体部を作製した。さらに、第２熱可塑性樹脂の層の厚さを表２に示す厚さにした。それら以外は、参考例１０と同様にして平角電線を得た。

（実施例２４）
金属導体２の幅方向の１面２Ｓのみに、第１熱可塑性樹脂の層１１（図２参照）を塗布して、焼付けした。それら以外は、実施例１３と同様にして平角電線を得た。
（実施例２５）
金属導体２の幅方向の１面２Ｓのみに、第１熱可塑性樹脂の層１１（図２参照）を塗布して、焼付けした。それら以外は、実施例２０と同様にして平角電線を得た。

（比較例１−５）
比較例１は、第１熱可塑性樹脂の層１１（図１参照）にポリアミドイミド（ＰＡＩ、日立化成社製、商品名：ＨＩ４０６）を用いた。そして、第１熱可塑性樹脂の層１１と第２熱可塑性樹脂の層２１（図１参照）のそれぞれの厚さを表２に示す厚さにした。それら以外は、参考例１と同様にして平角電線を得た。
比較例２は、第１熱可塑性樹脂の層１１（図１参照）にポリイミド（ＰＩ、ユニチカ製、商品名：Ｕイミド）を用いた。そして、第１熱可塑性樹脂の層１１と第２熱可塑性樹脂の層２１（図１参照）のそれぞれの厚さを表２に示す厚さにした。それ以外は、参考例１と同様にして平角電線を得た。
比較例３は、金属導体の外周には層を設けないで、積層した金属導体の外周に直接ポリエーテルエーテルケトンを押出被覆した。そして、第２熱可塑性樹脂の層の厚さを表２に示す厚さにした。それ以外は、参考例１と同様にして平角電線を得た。
比較例４は、積層する層数を７とし、第１熱可塑性樹脂の層と第２熱可塑性樹脂の層のそれぞれの厚さを表２に示す厚さにした。それ以外は、実施例９と同様にして平角電線を得た。
比較例５は、第１熱可塑性樹脂の層１１（図１参照）の厚さを５５μｍとし、第２熱可塑性樹脂の層２１（図１参照）の厚さを表２に示す厚さにした。それ以外は、参考例１と同様にして平角電線１（図１参照）を得た。第１熱可塑性樹脂の層１１は、１回の焼き付け工程で厚さ５μｍの層を形成し、これを繰り返し１１回行うことで厚さ５５μｍの層を形成した。

このようにして製造した、実施例３、４、７〜９、１２〜１４、１７、２０〜２５、参考例１、２、５、６、１０、１１、１５、１６、１８、１９、比較例１〜５の平角電線について以下の評価を行った。その評価結果を表２に示す。

（溶接性）
電線端末に対して、溶接電流を３０Ａ、溶接時間を０．１秒の条件で、アーク放電を発生させて溶接を行った。電線端末に溶接玉ができあがると溶接可能、溶接玉ができずに流れてしまうと溶接不可と判定した。また、溶接した箇所周辺に黒色のススが発生した場合も溶接不可と判定した。つまり
図３（ａ）に示すように、平角電線１の溶接した箇所周辺の色目の変化がなくかつ平角電線１の端末に溶接玉５が出来上がった場合に優れているとして「Ａ」と判定した。
図３（ｂ）に示すように、平角電線１の溶接した箇所周辺にスス６が発生するものの平角電線１の端末に溶接玉５は出来上がった場合に、良として「Ｂ」と判定した。
図３（ｃ）に示すように、平角電線１の溶接した箇所周辺の色目の変化がなく平角電線１の端末に溶接玉が出来ない場合に、劣るとして「Ｃ」と判定した。
図３（ｄ）に示すように、平角電線１の溶接した箇所周辺にスス６が発生し、平角電線１の端末に溶接玉が出来ない場合に、不可として「Ｄ」と判定した。
とした。合格の基準は「Ａ」及び「Ｂ」判定とした。
なお、上記溶接した箇所の周辺とは、溶接した端末から線方向５ｍｍ程度の範囲をいう。

（高周波特性）
１０００Ｈｚ、２．１６Ａ、１３８Ｖｒｍｓの条件において、交流磁界発生装置を作動させ、５０ｍＴの交流磁界を発生させた。試料を磁界中にセットすると渦電流による発熱が生じる。この時の発熱量を測定し、電流損失（Ｗ）とした。積層なしの導体上にポリエーテルエーテルケトン樹脂を押出被覆した平角電線の電流損失量Ｗ_０を上記の通り計算した。
各試料の電流損失量ＷとＷ_０との比率が０．８以下（損失量の抑制率が２０％以上）の場合に良好と判定して「Ｂ」と表した。さらに上記の比率が０．４以下（損失量の抑制率が６０％以上）の場合に優れていると判定して「Ａ」と表した。一方、上記の比率が０．８より大きい（損失量の抑制率が２０パッド未満）の場合に劣ると判定して「Ｄ」と表した。
Ｐ＝ＥＩｃｏｓΦ ただし、Φ＝ｔａｎ^−１（Ｌｓ・２πｆ／Ｒｓ）
Ｅ（Ｖ）：入力時電圧実測値
Ｌｓ（Ｈ）：インダクタンス実測値
Ｉ（Ａ）：入力時電流実測値
Ｒｓ（Ω）：抵抗実測値
である。

（成型性）
積層導体部の上に第２熱可塑性樹脂を押出被覆して形成した平角電線について、断面をカットし観察した。傾きやズレなく積層できているかを確認した。傾きについては積層させる方向に対して角度がついていないことを確認した。また、ズレについては厚さ方向に積層させる場合は、幅の長さの１／３の長さ以上のズレが、隣り合う導体だけでなく最もズレが大きい導体同士についても、ないことを確認した。このような傾きやズレが幅の長さの１／３ｎ長さ未満の場合を許容範囲内であると判定して「Ａ」、「Ｂ」または「Ｃ」と表し、上記のような傾きやズレがある場合を劣っていると判定して「Ｄ」と表した。つまり、
図４（ａ）に示すように、積層導体部３を構成する平角線４を厚さ方向に積層させる場合、最もズレの大きい平角線４の幅方向のズレが、幅Ｗの１／１０未満の長さである場合に、優れているとして「Ａ」と判定した。
図４（ｂ）に示すように、積層導体部３を構成する平角線４を厚さ方向に積層させる場合、最もズレの大きい平角線４の幅方向のズレが、幅Ｗの１／１０以上１／５未満の長さである場合に、良として「Ｂ」と判定した。
図４（ｃ）に示すように、積層導体部３を構成する平角線４を厚さ方向に積層させる場合、最もズレの大きい平角線４の幅方向のズレが、幅Ｗの１／５以上１／３未満の長さである場合に、許容範囲内であるとして「Ｃ」と判定した。
図４（ｄ）に示すように、積層導体部３を構成する平角線４を厚さ方向に積層させる場合、最もズレの大きい平角線４の幅方向のズレが、幅Ｗの１／３以上の長さである場合に、劣るとして「Ｄ」と判定した。
合格の基準は「Ａ」、「Ｂ」及び「Ｃ」判定とした。

表２に示されるように、実施例３、４、７〜９、１２〜１４、１７、２０〜２５は、いずれも、溶接性、高周波特性のいずれにも優れるうえ、さらに長期間にわたって優れた耐熱老化特性を維持できることが分かった。これらの実施例３、４、７〜９、１２〜１４、１７、２０〜２５は、金属導体の外周の第１熱可塑性樹脂の層が、融点を持たない非晶性樹脂もしくはアミド結合を持つ結晶性樹脂で、その層の厚さが０．５μｍ以上５０μｍ以下であった。かつ積層導体部の外周の第２熱可塑性樹脂の層が、融点が３００℃以上の熱可塑性樹脂で、その厚さが４０μｍ以上２００μｍ以下で形成される皮膜構成を有するものであった。
これに対し、比較例３から、金属導体の外周の層がなければまず高周波損失の低減は見込めない。また比較例１、２から、金属導体の外周の層が、従来のポリアミドイミドやポリイミドなどであれば溶接性が見込めないことがわかった。さらに比較例４から、積層数が７層であると厚さ方向にうまく積層されることができなかった。また、比較例５から、金属導体の外周の層の厚さが５５μｍの場合も同様に積層が困難であった。
また、上記実施例もしくは参考例番号において１０ないし２５では、第１熱可塑性樹脂に、ポリアミド４６、ポリアミド６を用いても、ポリアミド６６を用いた場合と同様なる評価結果が得られた。

なお、実施例３、４、７〜９、１２〜１４、１７、２０〜２５、参考例１、２、５、６、１０、１１、１５、１６、１８、１９及び比較例１〜５の各絶縁電線が上述の耐摩耗性及び耐溶剤性を満たしていることも確認した。

本発明をその実施形態および実施例とともに説明したが、我々は特に指定しない限り我々の発明を説明のどの細部においても限定しようとするものではなく、添付の請求の範囲に示した発明の精神と範囲に反することなく幅広く解釈されるべきであると考える。

本願は、２０１３年９月６日に日本国で特許出願された特願２０１３−１８５４１１に基づく優先権を主張するものであり、これらはここに参照してその内容を本明細書の記載の一部として取り込む。

１平角電線
２平角金属導体（金属導体）
３積層導体部
１１第１熱可塑性樹脂の層
２１第２熱可塑性樹脂の層

Claims

融点を持たない非晶性樹脂もしくはアミド結合を持つ結晶性樹脂である第１熱可塑性樹脂の層を外周に形成した平角金属導体を厚さ方向に積層して構成された積層導体部と、前記積層導体部の外周に融点が３００℃以上の第２熱可塑性樹脂の層とを有する高周波用の平角電線であって、
前記第１熱可塑性樹脂を焼き付け塗装した焼付塗布層の厚さが３μｍ以上１５μｍ以下であり、前記第２熱可塑性樹脂の層の厚さが４０μｍ以上２００μｍ以下であって、該第２熱可塑性樹脂の比誘電率が４．０以下であることを特徴とする平角電線。
融点を持たない非晶性樹脂もしくはアミド結合を持つ結晶性樹脂である第１熱可塑性樹脂の層を平角金属導体の１面にのみ形成し得られた平角線を、第１熱可塑性樹脂の層を形成した面に積層することで構成された積層導体部と、前記積層導体部の外周に融点が３００℃以上の第２熱可塑性樹脂の層とを有する高周波用の平角電線であって、
前記第１熱可塑性樹脂を焼き付け塗装した焼付塗布層の厚さが３μｍ以上１５μｍ以下であり、前記第２熱可塑性樹脂の層の厚さが４０μｍ以上２００μｍ以下であって、該第２熱可塑性樹脂の比誘電率が４．０以下であることを特徴とする平角電線。
前記第１熱可塑性樹脂が、ポリエーテルイミド、ポリフェニルサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリアミド６６、ポリアミド４６、およびポリアミド６からなる群より選択される樹脂である請求項１または２に記載の平角電線。
前記第２熱可塑性樹脂が、ポリアリールエーテルケトン、変性ポリエーテルエーテルケトンおよび熱可塑性ポリイミドからなる群より選択される樹脂である請求項１から３のいずれか１項に記載の平角電線。
前記平角金属導体を厚さ方向に積層する総数が２層以上６層以下である請求項１から４のいずれか１項に記載の平角電線。
前記平角電線端末に対して、溶接電流を３０Ａ、溶接時間を０．１秒の条件で、アーク放電を発生させて溶接を行った場合、電線端末に溶接玉ができる請求項１から５のいずれか１項に記載の平角電線。
融点を持たない非晶性樹脂もしくはアミド結合を持つ結晶性樹脂である第１熱可塑性樹脂の層を焼き付け塗装により外周に形成した平角金属導体と、該第１熱可塑性樹脂の層を焼き付け塗装により外周に形成した平角金属導体の外周に融点が３００℃以上の第２熱可塑性樹脂の層を有する高周波用の平角電線の製造方法であって、
前記第１熱可塑性樹脂を焼き付け塗装した焼付塗布層の厚さが３μｍ以上１５μｍ以下であり、前記第２熱可塑性樹脂の層の厚さが４０μｍ以上２００μｍ以下であって、該第２熱可塑性樹脂の比誘電率が４．０以下であり、
前記第１熱可塑性樹脂の層を焼き付け塗装により外周に形成した平角金属導体を厚さ方向に積層して積層導体部を形成する工程と、該積層導体部の外周に前記第２熱可塑性樹脂の層を被覆する工程を有することを特徴とする平角電線の製造方法。
融点を持たない非晶性樹脂もしくはアミド結合を持つ結晶性樹脂である第１熱可塑性樹脂の層を外周に形成した平角金属導体を厚さ方向に積層して構成された積層導体部と、前記積層導体部の外周に融点が３００℃以上の第２熱可塑性樹脂の層とを備えた高周波用の平角電線を有し、
前記第１熱可塑性樹脂を焼き付け塗装した焼付塗布層の厚さが３μｍ以上１５μｍ以下であり、前記第２熱可塑性樹脂の層の厚さが４０μｍ以上２００μｍ以下であって、該第２熱可塑性樹脂の比誘電率が４．０以下であることを特徴とする電気機器。