JP6452444B2 - 絶縁電線ならびにそれを用いた電気・電子機器、モーターおよびトランス - Google Patents

Description

本発明は、絶縁電線ならびにそれを用いた電気・電子機器、モーターおよびトランスに関する。

インバータは、効率的な可変速制御装置として、車両用のモーターを始め、多くの電気機器に取り付けられるようになってきている。しかし、数ｋＨｚ〜数十ｋＨｚでスイッチングが行われ、それらのパルス毎にサージ電圧が発生する。このようなインバータサージは、伝搬系内におけるインピーダンスの不連続点、例えば接続する配線の始端又は終端等において反射が発生し、その結果、最大でインバータ出力電圧の２倍の電圧が印加される。特に、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の高速スイッチング素子により発生する出力パルスは、電圧峻度が高く、それにより接続ケーブルが短くてもサージ電圧が高く、更にその接続ケーブルによる電圧減衰も小さく、その結果、インバータ出力電圧の２倍近い電圧が発生する。

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、変圧器等の電気機器コイルには、マグネットワイヤとして主にエナメル線である絶縁電線（絶縁ワイヤともいう）が用いられている。従って、前述したように、インバータ関連機器では、インバータ出力電圧の２倍近い電圧がかかることから、インバータサージに起因する部分放電劣化を最小限にすることが、絶縁電線に要求されるようになってきている。

一般に、部分放電劣化とは、電気絶縁材料の部分放電（微小な空隙状欠陥等がある部分の放電）で発生した荷電粒子の衝突による分子鎖切断劣化、スパッタリング劣化、局部温度上昇による熱溶融若しくは熱分解劣化、または、放電で発生したオゾンによる化学的劣化等が複雑に起こる現象を言う。実際に部分放電劣化した電気絶縁材料は、その厚みの減少が見られる。

一方、電気機器の小型化および高周波化に伴い、近年では占積率を大きくできる平角線が注目され、例えば、車両用のモーターなどへの適用が進んでいる。平角線では電線同士が隣接したときにコーナー部に空気ギャップ（空隙）が形成されやすく、さらに導体コーナーの曲率半径が小さい場合には電界集中が起こり、部分放電が発生しやすい。

上記の部分放電の問題を解決するために、平角線の絶縁皮膜の厚みを大きくする取り組みがなされている。例えば、エナメル平角線に熱可塑性樹脂を被覆することが提案されている（特許文献１参照）。しかしながら、絶縁皮膜を厚くすることは占積率を低下させるため、改善の余地がある。また、絶縁皮膜の比誘電率を小さくする取り組みが行われている（特許文献２、３参照）。しかしながら、これらの樹脂を絶縁皮膜に用いても、部分放電開始電圧の点で、さらに改善する余地があった。

特開２００９−１２３４１８号公報 特開２０１２−２３４６２５号公報 特開２０１２−２２４７１４号公報

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、高い部分放電開始電圧を維持しつつ、絶縁皮膜（絶縁層）の厚みを薄くして占積率を高め、さらに平角線のコーナー部における絶縁性を向上した絶縁電線ならびにそれを用いた電気・電子機器、モーターおよびトランスを提供するものである。

本発明者等は、上記の課題を解決するため鋭意検討した結果、平角線上に気泡を含ませた熱硬化性樹脂からなる絶縁皮膜を形成し、さらに、平坦部とコーナー部における絶縁皮膜の誘電率と厚さの関係を規定することにより、絶縁層の厚さが薄くとも部分放電開始電圧が高く、さらに平角線のコーナー部の絶縁性が強化され、コーナー部の部分放電開始電圧の低下を抑制できることを見出した。本発明は、この知見に基づきなされたものである。

すなわち、上記課題は以下の手段により解決された。
（１）矩形状の断面を有する導体と、該導体に被覆された絶縁層からなる矩形状の断面を有する絶縁電線であって、該絶縁層が、気泡を含む熱硬化性樹脂からなる発泡層を有し、該絶縁層の断面が平坦部とコーナー部からなる形状であり、該平坦部の厚さをＴ_１［μｍ］、比誘電率をε_１とし、コーナー部の厚さをＴ_２［μｍ］、比誘電率をε_２としたときに、ε_１＜３であって、かつ（Ｔ_２／ε_２）＞（Ｔ_１／ε_１）の関係を満たす絶縁電線。
（２）前記絶縁層が、さらに（Ｔ_１／ε_１）＞１５の関係を満たす（１）に記載の絶縁電線。
（３）前記発泡層の内周および／または外周に、気泡を含まない無気泡層を有する（１）または（２）に記載の絶縁電線。
（４）前記発泡層が、ポリアミドイミド樹脂およびポリイミド樹脂からなる群から選択される少なくとも１種の熱硬化性樹脂を含む（１）〜（３）のいずれか１項に記載の絶縁電線。
（５）前記絶縁層が、押出層を有し、該押出層が、比誘電率４以下、融点２６０℃以上の結晶性熱可塑性樹脂を含む（１）〜（４）のいずれか１項に記載の絶縁電線。
（６）前記（１）〜（５）のいずれか１項に記載の絶縁電線を用いたモーター。

本明細書において、「〜」とは、その前後に記載される数値を上限値および下限値として含む意味で使用される。

本発明により、部分放電開始電圧を高く維持しつつ、絶縁皮膜の厚みを薄くして占積率を高め、さらに平角線のコーナー部における絶縁性を向上した絶縁電線およびそれを用いた電気・電子機器、モーターおよびトランスを提供できる。なお、本明細書において、「平角線」とは、矩形状の断面を有する導体または矩形状の断面を有する絶縁電線を表す。
特に、本発明の絶縁電線は、矩形状の断面を有する導体上に気泡を含む熱硬化性樹脂からなる発泡層を有し、平坦部の絶縁皮膜の比誘電率が３未満であるため、部分放電開始電圧が高い。さらに、本発明の絶縁電線は、平坦部およびコーナー部における絶縁皮膜の厚さと比誘電率の間に、上記の関係を満たすことで、コーナー部の絶縁性が強化され、コーナー部の部分放電開始電圧の低下を抑制できる。しかも、（Ｔ_１／ε_１）＞１５の関係を満たすことで、部分放電開始電圧をさらに高くできる。
一方、本発明の絶縁電線は、前記発泡層の内周および／または外周に気泡を含まない無気泡層を有することで、絶縁皮膜の絶縁破壊特性、引張強度および耐摩耗性を向上することができる。さらに本発明の絶縁電線は、発泡層の樹脂を、ポリアミドイミド樹脂および／またはポリイミド樹脂にすることで、耐熱性が優れる。
さらに、絶縁層が、その最外層に特定の比誘電率かつ特定の融点の樹脂からなる押出層を設けることで、絶縁層の比誘電率と耐熱性を損なうことなく、絶縁層の厚さを大きくでき、しかも部分放電開始電圧をさらに高くできる。
このため、本発明の絶縁電線からなる巻線は、高占積率のコイルを作製できるため、高性能なモーターおよびトランスに好適に用いることができる。
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。

図１は、本発明の第１の実施態様の絶縁電線を模式的に示す断面図である。 図２は、本発明の第２の実施態様の絶縁電線を模式的に示す断面図である。 図３は、本発明の第３の実施態様の絶縁電線を模式的に示す断面図である。 図４は、本発明の第４の実施態様の絶縁電線を模式的に示す断面図である。 図５は、本発明の第５の実施態様の絶縁電線を模式的に示す断面図である。 図６は、本発明の第６の実施態様の絶縁電線を模式的に示す断面図である。 図７は、本発明の絶縁電線の平坦部とコーナー部を示す模式図である。 図８は、発泡層を示す模式図である。 図９は、平角線コーナー部と平坦部の重なりで生じる空隙を示す模式図である。 図１０は、従来の絶縁電線の１例を模式的に示す断面図である。 図１１は、従来の絶縁電線の別の１例を模式的に示す断面図である。

最初に、本発明の絶縁電線を詳細に説明する。
＜＜絶縁電線＞＞
本発明の絶縁電線は、矩形状の断面を有する導体と、該導体に被覆された絶縁層からなる矩形状の断面を有する絶縁電線であって、該絶縁層が、気泡を含む熱硬化性樹脂からなる発泡層を有し、断面が平坦部とコーナー部からなる形状であり、該平坦部の厚さをＴ_１［μｍ］、比誘電率をε_１とし、コーナー部の厚さをＴ_２［μｍ］、比誘電率をε_２としたときに、ε_１＜３であって、かつ（Ｔ_２／ε_２）＞（Ｔ_１／ε_１）の関係を満たす。
なお、絶縁層が発泡層を有するとは、絶縁層そのものが発泡層である場合、絶縁層が複数の層からなり、この複数の層の一つが発泡層である場合の両方を意味する。

以下、本発明の絶縁電線について、図面を参照して説明する。
本発明の絶縁電線の好適な実施態様の例を図１〜図６に示すが、本発明の絶縁電線はこれらの実施態様に限定されるものではない。

図１に示す本発明の絶縁電線の一実施態様である断面図では、断面が平角形状の導体１上に気泡を含む熱硬化性樹脂からなる発泡層３が絶縁層として形成され、コーナー部の絶縁層の厚さが平坦部よりも大きく形成されている。

図２に示す本発明の絶縁電線の別の実施態様である断面図では、断面が平角形状の導体１上に気泡を含まない内側無気泡層４と、その外周に平坦部よりコーナー部の厚さが大きい発泡層３が積層された絶縁層２が形成されている。

図３に示す本発明の絶縁電線のさらに別の実施態様である断面図では、断面が平角形状の導体１上に気泡を含まない内側無気泡層４と、その外周に平坦部よりコーナー部の厚さが大きい発泡層３と、さらにその外周に外側無気泡層５が積層された絶縁層２が形成されている。

図４に示す本発明の絶縁電線のさらに別の実施態様である断面図では、断面が平角形状の導体１上に気泡を含まない内側無気泡層４と、その外周に平坦部よりコーナー部の厚さが大きい発泡層３と、さらにその外周に外側無気泡層５と、さらにその外周に押出層６が積層された絶縁層２が形成されている。

図５に示す本発明の絶縁電線の断面図は、図４の変形であり、断面が平角形状の導体１上に気泡を含まない内側無気泡層４と、その外周に発泡層３と、さらにその外周に外側無気泡層５と、さらにその外周に平坦部よりコーナー部の厚さが大きい押出層６が積層された絶縁層２が形成されている。

図６に示す本発明の絶縁電線の断面図は、図４の第二の変形であり、断面が平角形状の導体１上に気泡を含まない内側無気泡層４と、その外周に平坦部よりコーナーの厚さが薄い発泡層３と、さらにその外周に外側無気泡層５と、さらにその外周に平坦部よりコーナー部の厚さが大きい押出層６が積層された絶縁層２が形成されている。

以下に、導体、絶縁層をさらに順次説明する。
（導体）
本発明の絶縁電線に用いる導体１としては、従来から、絶縁ワイヤで用いられているものを使用することができ、例えば、導電性の金属であり、具体的には、銅、アルミニウムまたはこれらの合金であり、好ましくは、酸素含有量が３０ｐｐｍ以下の低酸素銅、さらに好ましくは酸素含有量が２０ｐｐｍ以下の低酸素銅また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。
導体の断面形状は、断面積が大きくなる形状が好ましく、ステータースロットに対する占積率の点で円形以外の形状を有するものがさらに好ましい。本発明では、断面が矩形（平角形）状の導体を使用するが、角部からの部分放電を抑制するという点から、４隅に面取り（曲率半径Ｒ）を設けた形状であることが望ましい。曲率半径Ｒは概ね、０．５ｍｍ以下が好ましく、０．２〜０．４ｍｍの範囲がより好ましい。導体の断面の大きさ（幅）は、特に限定はないが、長辺が概ね１〜５ｍｍが好ましい。短辺と長辺の長さの比率は、概ね１：１〜１：４が好ましい。

（絶縁層）
本発明における絶縁層は、気泡を含む熱硬化性樹脂からなる発泡層を有する。該発泡層の内周および／または外周に気泡を含まない無気泡層を有しても良いし、外周に押出層を有してもよい。絶縁層は、図１〜６に示されるように、断面が矩形状の導体上に被覆し形成される。
絶縁層は、平坦部の厚さをＴ_１［μｍ］、比誘電率をε_１とし、コーナー部の厚さをＴ_２［μｍ］、比誘電率をε_２としたときに、ε_１＜３であって、かつ（Ｔ_２／ε_２）＞（Ｔ_１／ε_１）の関係を保つように形成される。なお、平坦部とは、導体の平坦な部分を被覆している部位と定義し、コーナー部とは、導体のコーナー部を被覆している部位と定義する。
ε_１は、部分放電開始電圧の観点から、２．８以下が好ましく、２．５以下がさらに好ましく、２．３以下が特に好ましい。下限は限定されるものではないが、実際的には１．５程度である。コーナー部の絶縁性を強化する観点から、（Ｔ_２／ε_２）／（Ｔ_１／ε_１）の値は、１．０５以上が好ましく、１．１〜１．３の範囲がさらに好ましい。また、（Ｔ_１／ε_１）＞１５の関係を満たすと部分放電開始電圧を高くできる点からより好ましく、（Ｔ_１／ε_１）＞３０であることがさらに好ましい。上限は限定されるものではないが、実際的には１３３程度である。

絶縁層の厚さは、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）あるいは市販のマイクロスコープ等で測定ができる。観察倍率は絶縁層の厚さに応じて適宜決定できるものであるが、概ね４００倍以上が好ましい。平坦部の絶縁層の厚さ（Ｔ_１）は均一であることが望ましい。平坦部の絶縁層の厚さが均一な場合、Ｔ_１とする測定箇所は適宜決定できるものであるが、厚さにばらつきがある場合は平均値を用いるのが好ましい。この場合、均等間隔で５点以上を測定し、平均値を算出するのが望ましい。コーナー部の絶縁層の厚さ（Ｔ_２）は必ずしも均一である必要はなく、コーナー部の頂点の厚さが最大になっていることが好ましい。本発明におけるＴ_２は、図７に示すように、導体のコーナー部の中心と頂点を結んだ直線上における絶縁層の厚さと定義する。矩形状の導体においては４つの平坦部と４つのコーナー部が存在するが、各々の平坦部およびコーナー部の絶縁層の厚さが異なる場合は、それぞれの平均値が最小値となる部位の厚さをＴ_１、Ｔ_２とする。
絶縁層の厚さは、上記の条件、すなわち、ε_１＜３であって、かつ（Ｔ_２／ε_２）＞（Ｔ_１／ε_１）を満たす範囲であれば、特に限定されるものではないが、部分放電開始電圧維持の観点から、絶縁層の厚さ（Ｔ_１）は、４０μｍ以上が好ましく、６０μｍ以上がさらに好ましく、８０μｍ以上が特に好ましい。占積率の観点から上限は２００μｍ以下が好ましく、１５０μｍ以下がさらに好ましく、１００μｍ以下が特に好ましい。

比誘電率は、絶縁層の静電容量から算出できる。絶縁層の静電容量は市販のＬＣＲメータなどを用いて測定ができる。測定温度、周波数については、必要に応じて変更してもよいが、本発明においては、特に記載のない限り、２５℃（実質２５±５℃であって構わない）、１００Ｈｚにおいて測定した値である。導体の断面が矩形の場合、絶縁層全体の静電容量Ｃｐは、平坦部の静電容量Ｃｆとコーナー部の静電容量Ｃｅの合計（Ｃｐ＝Ｃｆ＋Ｃｅ）である。具体的には、導体の直線部の長辺と短辺の長さをＬ_１、Ｌ_２、導体コーナーの曲率半径をＲ、絶縁層の平坦部の平均厚さをＴｆ、絶縁層のコーナー部の平均厚さをＴｅ、真空の誘電率をε_０、平坦部の比誘電率をε_１、コーナー部の比誘電率をε_２とすると、平坦部の静電容量Ｃｆおよびコーナー部の静電容量Ｃｅは下記式で表される。ここで、Ｃｆは４つの平坦部の合計の静電容量であり、Ｃｅは４つのコーナー部の合計の静電容量である。これらの式と、実測した絶縁電線の静電容量（Ｃｐ、Ｃｆ、Ｃｅ）からε_１およびε_２を算出できる。なお、静電容量の計算に用いる絶縁層の平坦部の平均厚さＴｆとＴ_１は一致するが、静電容量の計算に用いる絶縁層のコーナー部の平均厚さＴｅとＴ_２は必ずしも一致しない。

式１： Ｃｆ＝ε_１×ε_０×２×（Ｌ_１＋Ｌ_２）／Ｔｆ
式２： Ｃｅ＝ε_２×ε_０×２×π／Ｌｏｇ｛（Ｒ＋Ｔｅ）／Ｒ｝
式３： Ｃｐ＝Ｃｆ＋Ｃｅ

（発泡層）
発泡層は、気泡を含む熱硬化性樹脂で形成される。熱硬化性樹脂で形成されると、機械強度が優れるため、気泡がつぶれ難いという効果が得られる。さらに、熱硬化性樹脂はガラス転移点（Ｔｇ）が２００℃以上であることが好ましく、２３０℃以上がより好ましく、２５０℃以上が特に好ましい。熱硬化性樹脂はガラス転移点が２００℃以上であると、耐熱性が高いから、高温下で発泡層が軟化しにくく気泡が潰れずに比誘電率が上昇しにくくなる。なお、熱硬化性樹脂が複数のガラス転移点を有する場合は最も低温のものをガラス転移点とする。熱硬化性樹脂としては、特に限定されず、例えば、ポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ）またはポリイミド樹脂（ＰＩ）が好適に挙げられる。比誘電率および耐熱性の点で、ポリイミド樹脂が特に好ましい。市販の熱硬化性樹脂としては、例えば、ポリアミドイミドワニス（日立化成社製、商品名：ＨＩ−４０６）、ポリイミドワニス（ユニチカ社製、商品名：Ｕイミド）が使用できる。熱硬化性樹脂は、これらを１種単独で使用してもよく、また２種以上を混合して使用してもよい。

発泡層は、図８に示したように、気泡が一様に分布している構造〔図８の（ａ）〕でも良いし、発泡層の機械特性の観点から、気泡を含む層９と気泡を含まない層１０とが積層されている構造〔図８の（ｂ）〕にしてもよい。発泡層における気泡を含まない層１０と、後述する内側無気泡層および外側無気泡層との相違は、前者は気泡を含む層に挟まれて存在する点であり、内側無気泡層は片側面が導体と接し、外側無気泡層は片側面に何も存在しないか、もしくは気泡を含まない押出層と接する。気泡を含まない層は絶縁層の比誘電率を増大させるので、発泡層における気泡を含まない層の合計厚さは、発泡層の厚さに対して５０％以下が好ましく、４０％以下がさらに好ましく、３０％以下が特に好ましい。気泡を含まない層の１層分の厚さは５μｍ以下が好ましく、３μｍ以下が特に好ましい。発泡層における気泡を含まない層の層数は好ましくは１〜３０であり、より好ましくは５〜２０であり、さらに好ましくは８〜１５である。気泡を含む層と気泡を含まない層を形成する樹脂材料は、層間の密着性の観点から、同一材料であることが好ましい。

ここで、図９は、平角線コーナー部の空隙を示す模式図で、図９の（ａ）、および図９の（ｂ）ともに、平坦部とコーナー部の隣接部にくさび状の空隙ができることを示すものである。
図９（ａ）では、３つの平角線の積み重ねの中央部に略Ｖ字形状の空隙ができ、さらに、平行に並べられた２つの平角線の平坦部と、上側にある１つの平角線の左右のコーナー部との間に空隙が生じる。また、図９（ｂ）では２つの平角線のうち、上側の斜めに傾いた平角線が下側の平角線に接するコーナー部分から左右の空間が空隙となる。

気泡は気泡中における部分放電発生の観点から連通していない独立気泡であることが好ましい。気泡は、絶縁性、特に気泡内における部分放電発生の点で、絶縁層の厚さ方向の最大気泡径が１０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以下がさらに好ましく、３μｍ以下が特に好ましい。気泡の最小径は、特に制限されないが、実際的には、１ｎｍ以上である。気泡の大きさは発泡層の断面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察して測定できる。例えば、任意に選択した１０個の気泡の気泡径を測定し、測定値の算術平均値を算出して、求められる。気泡は、断面が矩形状でもよいし、楕円形状、円形状でも良い。誘電率低減の点で、矩形状であるのが好ましい。

発泡層の体積に占める空隙の体積比（空隙率）は、上記の条件、すなわち、ε_１＜３であって、かつ（Ｔ_２／ε_２）＞（Ｔ_１／ε_１）を満たす限り限定されるものではないが、機械特性の観点から、７０％以下が好ましく、６０％以下がさらに好ましく、５０％以下が特に好ましい。空隙率の下限は、誘電率の観点から、２０％以上が好ましく、３０％以上がさらに好ましく、４０％以上が特に好ましい。発泡層の体積に占める空隙の体積比（空隙率）は、総合的に、２０〜７０％が好ましく、３０〜６０％がさらに好ましく、４０〜５０％が特に好ましい。発泡層の空隙率は、発泡層の密度ｄおよび発泡層を形成する樹脂の密度ｄｏから、下記式にて算出できる。それぞれの密度は、例えば、水中置換法により測定した値を用いる。

式４： ｛１−（ｄ／ｄｏ）｝×１００［％］

（内側無気泡層）
内側無気泡層は発泡層の内周に配置され、導体と接する。内側無気泡層は、単層であっても複層であってもよく、例えば、厚さ、生産性に応じて適宜の層数が選択される。この内側無気泡層は、絶縁層の耐熱性、絶縁破壊特性、引張強度、耐摩耗性、および導体との密着性の向上に寄与する。内側無気泡層は、耐熱性を具備し、ワニス化できる樹脂で構成することが好ましい。これにより、絶縁層の耐熱性が優れるだけでなく、製造工程で連続的に絶縁層を成形でき、内側無気泡層と発泡層との界面に異物等が混入しないため、品質が向上するというメリットが得られる。具体的には、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリフェニルサルフォン（ＰＰＳＵ）およびポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）が挙げられ、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）およびポリイミド（ＰＩ）が特に好適である。これらを１種単独で使用してもよく、また２種以上を混合して使用してもよい。また、異なる樹脂を積層して形成してもよい。内側無気泡層のうち、導体と接する表面には導体との密着力が高い樹脂を選択するのが好ましく、密着力をさらに向上させるための添加剤を含むことが特に好ましい。例えば、銅の導体の場合には、ポリアミドイミド樹脂にメラミンを添加した樹脂からなる層を導体との接触面に配置するのがよい。

内側無気泡層の厚さは、上記の条件、すなわち、ε_１＜３であって、かつ（Ｔ_２／ε_２）＞（Ｔ_１／ε_１）を満たす限り限定されるものではないが、絶縁層の耐熱性、絶縁破壊特性、引張強度、耐摩耗性、および導体との密着性などの観点から、３μｍ以上が好ましく、５μｍ以上がさらに好ましく、１０μｍ以上が特に好ましい。実際的には、厚さの上限は５０μｍ以下である。絶縁層の誘電率の観点から、後述する外側無気泡層および押出層との合計の厚さが、絶縁層全体の厚さの６０％以下が好ましく、５０％以下がさらに好ましく、４０％以下が特に好ましい。

（外側無気泡層）
外側無気泡層は発泡層の外周に配置される。外側無気泡層は、単層であっても複層であってもよく、例えば、厚さ、生産性に応じて適宜の層数が選択される。この外側無気泡層は、絶縁層の耐熱性、絶縁破壊特性、引張強度、耐摩耗性の向上、ならびに、後述する押出層を付与した場合には、押出層との密着力の向上に寄与する。外側無気泡層はワニス化できる樹脂で構成することが好ましい。これにより、絶縁層の耐熱性が優れるだけでなく、製造工程で連続的に絶縁層を成形でき、外側無気泡層と発泡層との界面に異物等が混入しないため、品質が向上するというメリットがある。具体的には、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリフェニルサルフォン（ＰＰＳＵ）およびポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）が挙げられ、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）およびポリイミド（ＰＩ）が特に好適である。これらを１種単独で使用してもよく、また２種以上を混合して使用してもよい。また、異なる樹脂を積層して形成しても良い。外側無気泡層の一部に絶縁層の耐部分放電性を向上させる物質を含有させてもよい。具体的には、１次粒子径が２００ｎｍ以下のシリカ、チタニアが好適に挙げられる。外側無気泡層の外周に押出層を付与する場合には、押出層と接する表面に、押出層との密着力が高い樹脂を選択するのが好ましい。例えば、上記のポリエーテルイミド、ポリフェニルサルフォンおよびポリエーテルサルフォンが好適に挙げられる。

外側無気泡層の厚さは、上記の条件、すなわち、ε_１＜３であって、かつ（Ｔ_２／ε_２）＞（Ｔ_１／ε_１）を満たす限り限定されるものではないが、絶縁層の耐熱性、絶縁破壊特性、引張強度、耐摩耗性、および押出層との密着性などの観点から、３μｍ以上が好ましく、５μｍ以上がさらに好ましく、１０μｍ以上が特に好ましい。絶縁層の誘電率の観点から、前述した内側無気泡層、および後述する押出層との合計の厚さが、絶縁層全体の厚さの６０％以下が好ましく、５０％以下がさらに好ましく、４０％以下が特に好ましい。実際的には、厚さの上限は１００μｍ以下である。

内側無気泡層および外側無気泡層を形成する樹脂は、前記のものに限定されず、耐熱性を満たした上で、比誘電率を低減し、機械強度を向上した樹脂で形成されても良い。具体的には、比誘電率を低減し、機械強度を向上したポリアミドイミドおよびポリイミドの変性樹脂を用いることができる。これにより絶縁層の比誘電率をより低減することができ、また引張特性や磨耗性等の機械強度を向上できる。なお、このような、比誘電率を低減し、機械強度を向上した樹脂は、２００℃以上のガラス転移点を有しているのが好ましい。

内側無気泡層および外側無気泡層は、気泡を実質的に含有しない、所謂中実層である。ここで、「実質的に含有しない」とは、気泡を全く含有しないだけでなく、特性に影響しない程度に気泡を含有している場合をも包含する。例えば、内側無気泡層の断面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した観察面において、１個／ｃｍ^２以下であれば、気泡を含有していてもよい。

（押出層）
押出層は、外側無気泡層の外周に配置され、比誘電率が４以下、融点が２６０℃以上の結晶性熱可塑性樹脂を含む樹脂材料を押出成形されてなる。ここで、比誘電率の下限は２以上が好ましく、融点の上限は４００℃以下が好ましい。
この押出層は、絶縁層の絶縁破壊特性、コーナー部の絶縁性強化、引張強度、耐摩耗性、耐薬品性および耐熱性の向上などに寄与する。比誘電率が４以下であるので、絶縁層の低比誘電率性を良好に維持でき、融点が２６０℃以上であるので、絶縁層の耐熱性を良好に維持できる。この条件を満たす結晶性熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、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を含む）、熱可塑性ポリイミド（熱可塑性ＰＩ）およびポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）が挙げられる。これらの中でも、比誘電率が特に小さく、引張弾性率が高く、引張強度および耐摩耗性に優れる点で、ポリエーテルエーテルケトン、熱可塑性ポリイミドまたはポリフェニレンサルファイドが特に好ましい。市販の熱可塑性樹脂としては、ポリエーテルエーテルケトン（ソルベイスペシャリティポリマーズ社製、商品名：キータスパイアＫＴ−８２０）、熱可塑性ポリイミド（三井化学社製、商品名：オーラムＰＬ４５０Ｃ）、ポリフェニレンサルファイド（ＤＩＣ社製、商品名：ＦＺ−２１００）等が挙げられる。押出層を形成する樹脂は、耐熱性や絶縁性に影響しない範囲で、他の樹脂やエラストマー、各種添加剤等をブレンドしたものでもよい。

本発明において、押出層に用いる結晶性熱可塑性樹脂の比誘電率は、温度２５℃（実質２５±５℃であって構わない）、周波数１００Ｈｚにおける値であり、具体的には、断面が円形の導体の上に、前記の樹脂を押出被覆した押出絶縁電線を製造して、下記式により求めた。

式５： εｒ^＊＝Ｃｐ^＊・Ｌｏｇ（ｂ／ａ）／（２πε_０）

式５において、εｒ^＊は結晶性熱可塑性樹脂の比誘電率、Ｃｐ^＊は押出絶縁電線の単位長さ当りの静電容量［ｐＦ／ｍ］、ａは導体の外径、ｂは絶縁電線の外径、ε_０は真空の誘電率（８．８５５×１０^−１２［Ｆ／ｍ］)をそれぞれ表す。Ｃｐ^＊は市販のＬＣＲメータなどで測定することができ、ａおよびｂは市販のマイクロメータなどで測定することができる。断面が矩形状の導体の上に、上記の結晶性熱可塑性樹脂を押出被覆した押出絶縁電線を用いた場合は、前述の式１〜式３により求めることができる。

ガラス転移点付近の弾性率の低下を抑制し、高温下での機械特性を発揮できる点で、押出層を形成する結晶性熱可塑性樹脂の結晶化度を高くすることが好ましい。具体的には、結晶化度は５０％以上が好ましく、７０％以上がさらに好ましく、８０％以上が特に好ましい。ここでの結晶化度は、示差走査熱量分析（ＤＳＣ）を用いて測定できる値で、結晶性樹脂が規則正しく配列している程度を示す。例えば押出層にＰＰＳを用いた場合には、無発泡領域を適量採取し、例えば５℃／ｍｉｎの速度で昇温させ、３００℃を超える領域で見られる融解に起因する吸熱量（融解熱量）と１５０℃周辺で見られる結晶化に起因する発熱量（結晶化熱量）とを算出し、融解熱量に対する、融解熱量から結晶化熱量を差し引いた熱量の割合を、結晶化度とする。計算式を以下に示す。

式６： 皮膜結晶化度（％）＝［（融解熱量−結晶化熱量）／（融解熱量）］×１００

押出層にＰＰＳ以外の結晶性熱可塑性樹脂を用いた場合にも、融解熱ピークおよび結晶化ピーク温度は異なるが、同様に式６により皮膜結晶化度を算出できる。

押出層に使用される結晶性熱可塑性樹脂には、特性に影響を及ぼさない範囲で、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、ワックス、可塑剤、増粘剤、減粘剤、およびエラストマーなどの各種添加剤を配合してもよい。

（絶縁層の形成方法）
発泡層は、上述の熱硬化性樹脂を特定の数種の溶媒に溶かしたワニスを、導体上もしくは、予め導体上に形成した内側無気泡層の上に、適宜複数回塗布、焼付炉で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、断面形状が矩形状の導体の場合、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。この矩形状導体に用いるユニバーサルダイスの縦辺と横辺の間は一定の曲率を持ってつながるように設計されていても良い。これらの樹脂ワニスが塗布された導体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、使用される炉の形状等に左右されるが、およそ５ｍの自然対流式の竪型炉であれば、４００〜６００℃で通過時間を１０〜９０秒に設定することにより達成することができる。

発泡層を形成する方法としては、熱硬化性樹脂と、特定の有機溶媒および少なくとも１種類の高沸点溶媒を含む１種類以上、好ましくは２種以上の溶剤とを混合した発泡ワニスを用いることが好ましい。
発泡層に使用される発泡ワニスの有機溶剤は熱硬化性樹脂を溶解させる溶媒として作用する。この有機溶媒としては熱硬化性樹脂の反応を阻害しない限りは特に制限はなく、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）、ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒、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、スルホラン等のスルホン系溶媒などが挙げられる。これらのなかでも高溶解性、高反応促進性等の点でアミド系溶媒、尿素系溶媒が好ましく、加熱による架橋反応を阻害しやすい水素原子をもたない等の点で、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、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、テトラメチル尿素がより好ましく、Ｎ−メチル−２−ピロリドンが特に好ましい。この有機溶剤の沸点は、好ましくは１６０℃〜２５０℃、より好ましくは１６５℃〜２１０℃である。

気泡形成用に使用可能な高沸点溶媒の沸点は、好ましくは１８０℃〜３００℃、より好ましくは２１０℃〜２６０℃である。
これらの沸点を有する高沸点溶媒は、具体的には、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテルなどを用いることができる。気泡径のばらつきが小さい点においてトリエチレングリコールジメチルエーテルがより好ましい。これら以外にも、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル、ポリエチレングリコールジメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどが使用できる。

高沸点溶媒は、１種でもよいが、気泡が広い温度範囲で発生する効果が得られる点で、少なくとも２種を組み合わせて用いるのが好ましい。高沸点溶媒の少なくとも２種の好ましい組み合わせは、テトラエチレングリコールジメチルエーテルとジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテルとトリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテルとテトラエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールブチルメチルエーテルとテトラエチレングリコールジメチルエーテルであり、より好ましくはジエチレングリコールジブチルエーテルとトリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテルとテトラエチレングリコールジメチルエーテルの組み合わせである。

気泡形成用の高沸点溶媒は、熱硬化性樹脂を溶解させる溶媒よりも高沸点であるのが好ましく、１種類で発泡ワニスに添加される場合には熱硬化性樹脂の溶媒より１０℃以上高い沸点であることが好ましい。また、１種類で使用した場合には、高沸点溶媒は気泡核剤と発泡剤の両方の役割を有する。一方、２種類以上の高沸点溶媒を使用した場合には、最も高い沸点のものが発泡剤、中間の沸点を持つ気泡形成用の高沸点溶媒が気泡核剤として作用する。最も沸点の高い溶媒の沸点は特定の有機溶剤より２０℃以上高いことが好ましく、３０〜６０℃以上高いことがより好ましい。中間の沸点を持つ気泡形成用の高沸点溶媒は、発泡剤として作用する溶媒の沸点と特定の有機溶剤の中間に沸点があればよく、発泡剤の沸点と１０℃以上の沸点差であることが好ましい。中間の沸点を持つ気泡形成用の高沸点溶媒が、発泡剤として作用する溶媒に比べて、より大きい熱硬化性樹脂の溶解度を有する場合、発泡ワニス焼き付け後に均一な気泡を形成することができる。２種類以上の高沸点溶媒を使用する場合に、中間の沸点を持つ高沸点溶媒に対する最も高い沸点を持つ高沸点溶媒の使用比率は、例えば、質量比で９９／１〜１／９９が好ましく、気泡の形成のしやすさの点から１０／１〜１／１０がより好ましい。

発泡層を、図８（ｂ）に示したように、気泡を含む層と気泡を含まない層との積層構造で形成するには、まず、上述の発泡ワニスを導体に塗布、焼き付けて気泡を含む層を形成した後、形成された気泡を含む層の上に、常法で作製された樹脂ワニスを塗布、焼き付けて気泡を含まない層を形成し、以降、同様にして、気泡を含む層および気泡を含まない層を所定数形成する。

特に、発泡ワニスを用いて気泡を含まない層を効率的に作製する方法としては、ワニス塗布時のワニス温度を下げる方法があり、理由については良くわかっていないが、おそらくこの現象は、加熱による蒸発を部分的に抑制することによる気泡の成長阻害によるものと考えられる。また、焼付け炉の風速を押さえるなど蒸発効率を抑える手法を用いることでも適宜作製可能である。例えば、ワニス温度を１５℃まで下げると、または風速を５ｍ／秒まで抑えると、発泡ワニスを用いても気泡を含まない層を効率的に作製できる。

発泡層は、上述の発泡ワニスを、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、導体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。この矩形状導体に用いるユニバーサルダイスの縦辺と横辺の間は一定の曲率を持ってつながるように設計されていても良い。

発泡層において、皮膜の平坦部の厚みはユニバーサルダイスと導体または内側無気泡層の平坦部との隙間によって、すなわち発泡ワニスの塗布される厚さによって制御が可能である。隙間の長さが長いほど平坦部は厚くすることができる。また、コーナー部の厚みについては、ユニバーサルダイスの縦辺と横辺の間のつなぎ目の曲率半径ｒによって制御が可能である。曲率半径ｒが小さいほど、発泡層のコーナー部の厚みが厚くなる。
導体または内側無気泡層の平坦部とダイスの平坦部の隙間は、最大で１０〜２００μｍが好ましく、２０〜８０μｍがより好ましい。短すぎると塗布が不均一となり、長すぎると焼付け後の外観不良が発生する。さらにユニバーサルダイスの縦辺と横辺のつなぎ目に設置される曲率を持つ部分の曲率半径ｒは、０．０１〜１．０ｍｍであるのが一般的である。

内側無気泡層および外側無気泡層は、上述の樹脂ワニスを、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、上述したユニバーサルダイスを用いる方法が挙げられる。

内側無気泡層および外側無気泡層において、皮膜の平坦部の厚みはユニバーサルダイスと導体の平坦部との隙間によって、すなわちワニスの塗布される厚さによって制御が可能である。隙間の長さが長いほど平坦部は厚くすることができる。また、コーナー部の厚みについては、ユニバーサルダイスの縦辺と横辺の間のつなぎ目の曲率によって制御が可能である。曲率半径ｒが小さいほど、発泡層のコーナー部の厚みが厚くなる。
導線の平坦部とダイスの平坦部の隙間は最大で１０〜２００μｍが好ましく、２０〜８０μｍがより好ましい。短すぎると塗布が不均一となり、長すぎると焼付け後の外観不良が発生する。さらにユニバーサルダイスの縦辺と横辺のつなぎ目に設置される曲率を持つ部分の曲率半径ｒは、０．０１〜１．０ｍｍであるのが一般的である。

これらの樹脂ワニスを塗布した導体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が、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。

押出層は、発泡層もしくは外側無気泡層の上に、上述の熱可塑性樹脂を押出成形して形成することができる。押出成形時の条件、例えば、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３０℃以上、好ましくは約４０℃から６０℃以上高い温度で押出温度を設定する。このように、押出成形によって押出被覆樹脂層を形成すると、製造工程にて焼き付け炉を通す回数を減らすことができるため、発泡層を形成する樹脂の熱劣化や、導体の酸化に起因する導体と絶縁層の密着力の低下を生じさせることなく、絶縁層の厚さを厚くできるという利点がある。

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が、本発明はこれらに限定されるものではない。すなわち、本発明は、上記の本発明の実施態様及び下記実施例に限定されることはなく、本発明の技術的事項の範囲内において、種々の変更が可能である。

（発泡層を形成する発泡ＰＡＩワニス）
２ＬセパラブルフラスコにＰＡＩワニス（ＨＩ−４０６（商品名）、日立化成社製、樹脂成分３３質量％溶液）を入れ、この溶液に気泡形成剤としてジエチレングリコールジメチルエーテルおよびトリエチレングリコールジメチルエーテルを添加して、発泡層を形成する発泡ＰＡＩワニスを得た。

（発泡層を形成する発泡ＰＩワニス）
発泡層を形成する発泡ＰＩワニスは、２Ｌ容セパラブルフラスコに、Ｕイミド（商品名、ユニチカ社製、樹脂成分２５質量％のＮＭＰ溶液）１０００ｇを入れ、溶剤としてＮＭＰ７５ｇ、ジエチレングリコールジブチルエーテル５０ｇ、テトラエチレングリコールジメチルエーテル２００ｇを添加することにより得た。

（内側無気泡層および外側無気泡層を形成するＰＡＩワニス）
２ＬセパラブルフラスコにＰＡＩワニス（ＨＩ−４０６（商品名）、日立化成社製、樹脂成分３３質量％溶液）を入れ、さらにＮＭＰを添加して樹脂成分２６質量％溶液とし、内側無気泡層および外側無気泡層を形成するＰＡＩワニスを得た。

（内側無気泡層および外側無気泡層を形成するＰＩワニス）
２ＬセパラブルフラスコにＰＩワニス（Ｕイミド（商品名）、ユニチカ社製、樹脂成分２５質量％溶液）を入れ、さらにＮＭＰを添加して樹脂成分２０質量％溶液とし、内側無気泡層および外側無気泡層を形成するＰＩワニスを得た。

（外側無気泡層を形成するＰＰＳＵワニス）
ＰＰＳＵとしてレーデルＲ（ソルベイ社製、商品名）２００ｇをＮＭＰ１０００ｇに溶解させて樹脂成分２０質量％溶液とし、外側無気泡層を形成するＰＰＳＵワニスを得た。

（外側無気泡層を形成するＰＥＳワニス）
ＰＥＳとしてスミカエクセル４１００Ｇ（住友化学社製、商品名）１００ｇをＮＭＰ１０００ｇに溶解させて樹脂成分１０質量％溶液とし、外側無気泡層を形成するＰＥＳワニスを得た。

（外側無気泡層を形成するＰＥＩワニス）
ウルテム１０００（ＧＥプラスチック社製、商品名）１５０ｇをＮＭＰ１０００ｇに溶解させて樹脂成分１５質量％溶液とし、外側無気泡層を形成するＰＥＩワニスを得た。

（押出層を形成するＰＰＳ）
ＰＰＳとしてＦＺ−２１００（ＤＩＣ社製、商品名）を用いた。

（押出層を形成するＰＥＥＫ）
ＰＥＥＫとして４５０Ｇ（ビクトレックスジャパン社製、商品名）を用いた。

（押出層を形成する熱可塑性ＰＩ）
熱可塑性ＰＩとしてオーラムＰＬ４５０Ｃ（三井化学社製、商品名）を用いた。

（導体）
導体は、断面が１．８ｍｍ×３．４ｍｍ（厚さ×幅）で、四隅の面取り曲率半径Ｒ＝０．３［ｍｍ］の平角導体（酸素含有量１５ｐｐｍの銅製）を用いた。

（実施例１）
上記導体上に、上記ＰＡＩの発泡層を有する、図１に示される絶縁電線を製造した。具体的には、ユニバーサルダイスの縦辺と横辺の間のつなぎ目の曲率半径がｒ＝０．２ｍｍであるダイスを用いて、導体上に発泡ＰＡＩワニスを塗布し、炉温５２０℃、１回あたり２０秒で焼付けを行い、これを８回繰り返して、ＰＡＩの発泡層を形成し、実施例１の絶縁電線を得た。

（実施例２）
上記導体上に、上記ＰＩの内側無気泡層と、上記ＰＩの発泡層を有する、図２に示される絶縁電線を製造した。具体的には、ユニバーサルダイスの縦辺と横辺の間のつなぎ目の曲率半径がｒ＝０．３ｍｍであるダイスを用いて、導体上にＰＩワニスを塗布し、炉温５２０℃、１回あたり２０秒で焼付けを行い、これを４回繰り返して、ＰＩの内側無気泡層を形成し、その上に、発泡ＰＩワニスを８回焼き付けて、ＰＩの発泡層を形成し、実施例２の絶縁電線を得た。

（実施例３）
上記導体上に、上記ＰＡＩの内側無気泡層と、上記ＰＡＩの発泡層と、上記ＰＩの外側無気泡層を有する、図３に示される絶縁電線を製造した。具体的には、ユニバーサルダイスの縦辺と横辺の間のつなぎ目の曲率半径がｒ＝０．４ｍｍであるダイスを用いて、導体上にＰＡＩワニスを塗布し、炉温５２０℃、１回あたり２０秒で焼付けを行い、これを２回繰り返してＰＡＩの内側無気泡層を形成し、その上に、発泡ＰＡＩワニスを８回焼き付けて、ＰＡＩの発泡層を形成し、その上に、ＰＩワニスを６回焼き付けて、ＰＩの外側無気泡層を形成し、実施例３の絶縁電線を得た。

（実施例４）
上記導体上に、上記ＰＡＩの内側無気泡層と、上記ＰＡＩの発泡層と、上記ＰＰＳＵの外側無気泡層と、上記ＰＰＳの押出層を有する、図４に示される絶縁電線を製造した。具体的には、ユニバーサルダイスの縦辺と横辺の間のつなぎ目の曲率半径がｒ＝０．４ｍｍであるダイスを用いて、導体上にＰＡＩワニスを塗布し、炉温５２０℃、１回あたり２０秒で焼付けを行い、これを６回繰り返してＰＡＩの内側無気泡層を形成し、その上に、発泡ＰＡＩワニスを８回焼き付けて、ＰＡＩの発泡層を形成し、さらにその上に、ＰＰＳＵワニスを２回焼き付けて外側無気泡層を得た。得られた外側無気泡層に対して上記ＰＰＳ樹脂をダイス温度３２０℃、樹脂圧３０ＭＰａで押出機により被覆して押出層を形成し、実施例４の絶縁電線を得た。

（実施例５）
上記導体上に、上記ＰＡＩの内側無気泡層と、上記ＰＡＩの発泡層と、上記ＰＥＳの外側無気泡層と、上記ＰＥＥＫの押出層を有する、図５に示される絶縁電線を製造した。具体的には、ユニバーサルダイスの縦辺と横辺の間のつなぎ目の曲率半径がｒ＝０．６ｍｍであるダイスを用いて、導体上にＰＡＩワニスを塗布し、炉温５２０℃、１回あたり２０秒で焼付けを行い、これを３回繰り返してＰＡＩの内側無気泡層を形成し、その上に、発泡ＰＡＩワニスを１０回焼き付けて、ＰＡＩの発泡層を形成し、さらにその上に、ＰＥＳワニスを４回焼き付けて外側無気泡層を得た。得られた外側無気泡層に対して上記ＰＥＥＫ樹脂をダイス温度４００℃、樹脂圧３０ＭＰａで押出機により被覆して押出層を形成し、実施例５の絶縁電線を得た。

（実施例６）
上記導体上に、上記ＰＡＩの内側無気泡層と、上記ＰＡＩの発泡層と、上記ＰＥＩの外側無気泡層と、上記熱可塑性ＰＩの押出層を有する、図５に示される絶縁電線を製造した。具体的には、ユニバーサルダイスの縦辺と横辺の間のつなぎ目の曲率半径がｒ＝０．６ｍｍであるダイスを用いて、導体上にＰＡＩワニスを塗布し、炉温５２０℃、１回あたり２０秒で焼付けを行い、これを３回繰り返してＰＡＩの内側無気泡層を形成し、その上に、発泡ＰＡＩワニスを１０回焼き付けて、ＰＡＩの発泡層を形成し、さらにその上に、ＰＥＩワニスを３回焼き付けて外側無気泡層を得た。得られた外側無気泡層に対して上記熱可塑性ＰＩ樹脂をダイス温度４００℃、樹脂圧３０ＭＰａで押出機により被覆して押出層を形成し、実施例６の絶縁電線を得た。

（実施例７）
上記導体上に、上記ＰＩの内側無気泡層と、上記ＰＩの発泡層と、上記ＰＥＩの外側無気泡層と、上記ＰＥＥＫの押出層を有する、図６に示される絶縁電線を製造した。具体的には、ユニバーサルダイスの縦辺と横辺の間のつなぎ目の曲率半径がｒ＝０．７ｍｍであるダイスを用いて、導体上にＰＩワニスを塗布し、炉温５２０℃、１回あたり２０秒で焼付けを行い、これを３回繰り返して、ＰＩの内側無気泡層を形成し、その上に、発泡ＰＩワニスを８回焼き付けて、ＰＩの発泡層を形成し、さらにその上に、ＰＥＩワニスを３回焼き付けて外側無気泡層を得た。得られた外側無気泡層に対して上記ＰＥＥＫ樹脂をダイス温度４００℃、樹脂圧３０ＭＰａで押出機により被覆して押出層を形成し、実施例７の絶縁電線を得た。

（比較例１）
上記導体上に、上記ＰＡＩの内側無気泡層を絶縁層として有する、図１０に示される絶縁電線を製造した。具体的には、ユニバーサルダイスの縦辺と横辺の間のつなぎ目の曲率半径がｒ＝０．５ｍｍであるダイスを用いて導体上にＰＡＩワニスを塗布し、炉温５２０℃、１回あたり２０秒で焼付けを行い、これを１６回繰り返して、ＰＡＩの絶縁層を形成し、比較例１の絶縁電線を得た。

（比較例２）
上記導体上に、上記内側無気泡層として作製したＰＡＩワニスのＰＡＩ層と、上記ＰＥＥＫの押出層を有する、図１１に示される絶縁電線を製造した。具体的には、比較例１で得た絶縁電線の外周に、上記ＰＥＥＫ樹脂をダイス温度４００℃、樹脂圧３０ＭＰａで押出機により被覆して押出層を形成し、比較例２の絶縁電線を得た。

このようにして製造した、実施例１〜７、比較例１および２の絶縁電線について以下の評価を行った。結果を表１に示す。

（比誘電率）
比誘電率は、絶縁電線の静電容量を測定し、静電容量と導体の大きさ及び絶縁層の厚さから、上述の式に基づいて、算出した。静電容量の測定は、ＬＣＲハイテスタ（日置電機株式会社製、型式３５３２−５０）を用いて、２５℃で測定した。平坦部の比誘電率ε_１が３未満を合格として「Ｂ」で表し、２．５以下を特に優れるとして「Ａ」で表し、３以上を不合格として「Ｃ」で表した。

（部分放電開始電圧）
部分放電開始電圧の測定には、菊水電子工業製の部分放電試験機「ＫＰＤ２０５０」（商品名）を用いた。部分放電開始電圧の測定は、平角線の平坦部及びコーナー部のそれぞれにつき実施した。平坦部の測定には、２本の絶縁電線の断面でいうと長辺となる面と面同士を、平角線の長手方向の長さ１００ｍｍに亘って重ね合わせた試料を用いた。コーナー部の測定には、一方の平角線の断面でいうと長辺となる面と他方の平角線のコーナー部を、平角線の長手方向の長さ１００ｍｍに亘って接触させた試料を用いた。この２本の平角線の導体間に５０Ｈｚ正弦波の交流電圧を加え、昇圧は５０Ｖ／秒の一様な速さで行い、１０ｐＣの部分放電が発生した時点の電圧を読み取った。温度は２５℃にて、測定した。
部分放電開始電圧の測定値が０．７ｋＶ（実効値）以上であった場合を合格として「Ｂ」で表し、１ｋＶ（実効値）以上であった場合を特に優れるとして「Ａ」で表し、０．７ｋＶ（実効値）未満であった場合を不合格として「Ｃ」で表した。

（総合評価）
総合評価は、上述の各試験の評価がいずれも「Ａ」である場合を特に優れるとして総合評価「Ａ」で表し、「Ｂ」と「Ａ」である場合を総合評価を合格として「Ｂ」で表し、いずれかに「Ｃ」がある場合を、総合評価を不合格として「Ｃ」で表した。

上記表１に示されるように、絶縁層が、気泡を含む熱硬化性樹脂（実施例ではポリアミドイミドおよびポリイミドの例を示した）からなる発泡層を有すると、絶縁層の比誘電率を小さくでき、平坦部の比誘電率ε_１が３未満を達成でき、部分放電開始電圧を高くできることがわかった。具体的には、実施例１と比較例１との比較、および実施例４〜６と比較例２との比較より、絶縁層の樹脂が同じ場合でも、実施例１および実施例４〜６の方が、部分放電開始電圧が高くなっている。

また、平坦部の厚さをＴ_１［μｍ］、比誘電率をε_１とし、コーナー部の厚さをＴ_２［μｍ］、比誘電率をε_２としたときに、（Ｔ_２／ε_２）＞（Ｔ_１／ε_１）の関係を満たすことにより、コーナー部の絶縁性が強化され、コーナー部の部分放電開始電圧の低下を抑制できることがわかった。具体的には、実施例１〜７および比較例１に示されるように、上記関係を満たす実施例１〜７においては、コーナー部の部分放電開始電圧が平坦部より高く、上記関係を満たさない比較例１においては、コーナー部の部分放電開始電圧が平坦部より低くなっている。

さらに、（Ｔ_１／ε_１）＞１５の関係を満たすことにより、部分放電開始電圧をさらに高めることができることがわかった。具体的には、実施例１〜７に示すように、この関係を満たすことにより部分放電開始電圧を、平坦部、コーナー部ともに０．７ｋＶ以上にできる。
さらに、発泡層の内周および外周に無気泡層を有すると、部分放電開始電圧を高めることができ、押出層を有すると、部分放電開始電圧をさらに高めることができる。具体的には、実施例４〜７に示した通りである。

以上のように、本発明の絶縁電線は、絶縁層の誘電率が極めて小さいため、絶縁層の厚さが薄くとも部分放電開始電圧が高く、さらに平角線のコーナー部の絶縁性が強化されることで、コーナー部の部分放電開始電圧の低下を抑制できることがわかった。

上述のように、絶縁皮膜の厚みが薄くとも、部分放電開始電圧が高く、さらに平角線のコーナー部における絶縁性が強化された本発明の絶縁電線は、例えば、自動車をはじめ、各種電気・電子機器等、具体的には、インバータ関連機器、高速スイッチング素子、インバータモーター、変圧器等の電気機器コイルや宇宙用電気機器、航空機用電気機器、原子力用電気機器、エネルギー用電気機器、自動車用電気機器等の、耐電圧性や耐熱性を必要とする分野の絶縁ワイヤとして利用可能である。特にＨＶ（ハイブリッドカー）やＥＶ（電気自動車）の駆動モーター用の巻線として好適である。
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・電子機器を提供できる。

本発明をその実施態様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４月２６日に日本国で特許出願された特願２０１３−０９４７２４に基づく優先権を主張するものであり、これ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 導体
２ 絶縁層
３ 発泡層
４ 内側無気泡層
５ 外側無気泡層
６ 押出層
７ エナメル
８ 気泡
９ 気泡を含む層
１０ 気泡を含まない層
Ｒ 導体コーナーの曲率半径
Ｔ_１ 平坦部の厚さ
Ｔ_２ コーナー部の厚さ

Claims (6)

1. 矩形状の断面を有する導体と、該導体に被覆された絶縁層からなる矩形状の断面を有する絶縁電線であって、該絶縁層が、気泡を含む熱硬化性樹脂からなる発泡層を有し、該絶縁層の断面が平坦部とコーナー部からなる形状であり、該平坦部の厚さをＴ_１［μｍ］、比誘電率をε_１とし、コーナー部の厚さをＴ_２［μｍ］、比誘電率をε_２としたときに、ε_１＜３であって、かつ（Ｔ_２／ε_２）＞（Ｔ_１／ε_１）の関係を満たす絶縁電線。
2. 前記絶縁層が、さらに（Ｔ_１／ε_１）＞１５の関係を満たす請求項１に記載の絶縁電線。
3. 前記発泡層の内周および／または外周に、気泡を含まない無気泡層を有する請求項１または２に記載の絶縁電線。
4. 前記発泡層が、ポリアミドイミド樹脂およびポリイミド樹脂からなる群から選択される少なくとも１種の熱硬化性樹脂を含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の絶縁電線。
5. 前記絶縁層が、押出層を有し、該押出層が、比誘電率４以下、融点２６０℃以上の結晶性熱可塑性樹脂を含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の絶縁電線。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の絶縁電線を用いたモーター。
   

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