JP7166769B2 - 自己融着絶縁電線、その製造方法及びコイル - Google Patents
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Description
本発明に係る自己融着絶縁電線10は、図1及び図2に示すように、自己融着性能を備えた絶縁電線であり、中心導体1と、中心導体1の外周に、片面に融着層2bを有する絶縁樹脂テープ2がラップ巻きされてなる絶縁層2aとを有している。この場合において、融着層2bは、最外層となるように設けられている。
中心導体1は、導電材料であればよいが、はんだ付け可能な導電性の導体であることが好ましい。例えば、銅又は銅合金、アルミニウム又はアルミニウム合金、銅クラッドアルミニウム等の複合材料、又は、それらにはんだ付け性の良い他の金属がめっきされたものであってもよい。
絶縁層2aは、図1に示すように、中心導体1の外周に設けられている。好ましくは、他の層を介さないで直接設けられている。こうした絶縁層2aは、片面に融着層2bが形成された絶縁樹脂テープ2を中心導体1の外周にラップ巻きすることで設けられている。絶縁樹脂テープ2をラップ巻きして一部重ね合わせる際には、片面に設けられた融着層2bが中心導体1の反対側になるようにし、融着層2bが外側(すなわち最外層)となるように設けている。その結果、中心導体の外周に他の層を介さないで直接設けられた絶縁層2aは、中心導体1に接着せず、端末処理時に絶縁層を機械剥離し易い。
融着層2bは、図1及び図2に示すように、絶縁層2a上に設けられている。そして、自己融着絶縁電線10においては、最外層として設けられている。こうした融着層2bは、片面に融着層2bが形成された絶縁樹脂テープ2を中心導体1の外周にラップ巻きすることで設けられ、絶縁樹脂テープ2の中心導体側とは反対側の面に最外層として位置している。自己融着絶縁電線10の外周側に融着層2bが配置されていることにより、絶縁電線10の製造時にはラップ巻きされた絶縁樹脂テープ2を仮接着するように作用できるとともに、コイル製造時には絶縁電線同士を接着するように作用する。
絶縁樹脂テープ2の厚さは、上記した絶縁層2aと融着層2bとの合計厚さとなり、特に限定されないが、通常、4~15μmの範囲内であることが好ましい。また、絶縁樹脂テープ2の幅も特に限定されないが、ラップ巻きを考慮し、中心導体1の直径の2~12倍の幅であることが好ましく、通常、0.2~24mm以下の範囲であることが好ましい。
こうして構成された自己融着絶縁電線10は、その直径が0.1~2.2mm程度の範囲内とすることが好ましく、主に車載用DC-DCコンバータに載せるコイル等のように、高い絶縁耐圧が要求されるコイルに好ましく使用することができる。
本発明に係るコイルは、上記した本発明に係る自己融着絶縁電線10を用いたコイルであって、自己融着絶縁電線同士10,10が融着層2bによって接着されており、自己融着絶縁電線10を構成する中心導体1と絶縁層2aとが接着していない易端末処理構造を有することに特徴がある。コイルとしては、主に車載用DC-DCコンバータに載せるコイル等のように、高い絶縁耐圧が要求されるコイルを挙げることができる。
中心導体1として、直径1.00mmの軟銅線を準備した。絶縁樹脂テープ2として、片面にポリエステル系熱硬化型樹脂で塗布形成した厚さ10μmの融着層2bを有するポリエチレンナフタレートテープ(厚さ9μm)を準備した。融着層2bが外側(中心導体1の反対側)になるようにして、絶縁樹脂テープ2の一部を1/2ラップ巻きで中心導体1の外周に巻付けて、実施例1の自己融着絶縁電線を得た。得られた自己融着絶縁電線10の外径は1.07mmであった。なお、1/2ラップ巻きでは、絶縁樹脂テープ2の重なり枚数は2重になっている。
2/3ラップ巻きで中心導体1の外周に巻付けた他は、実施例1と同様にして実施例2の自己融着絶縁電線10を作製した。得られた自己融着絶縁電線10の外径は1.11mmであった。なお、2/3ラップ巻きでは、絶縁樹脂テープ2の重なり枚数は3重になっている。
絶縁樹脂テープは使用せず、中心導体1上にアミドイミド樹脂を焼き付け形成して厚さ30μmの絶縁層を形成し、その後、ポリエステル系熱硬化型樹脂を塗布形成して厚さ11.5μmの融着層を形成し、外径1.09mmの自己融着絶縁電線を作製した。こうして比較例1の自己融着絶縁電線を得た。
実施例1,2及び比較例1で得られた自己融着絶縁電線を用いてコイルを作製した。コイルは、フォーミングマシンにより、空芯の螺旋状一層巻き形状のヘリカルコイルを形成した。その際、熱風融着方式で、加熱硬化処理(180℃、5分)を行った。また、熱プレス融着方式でも、熱プレス硬化処理(180℃、5分)を行った。
実施例1の自己融着絶縁電線を用いて10dヘリカルコイル(導体の約10倍径)を作製して、80~200℃で5分無荷重にて熱処理を行った。比較対照として、比較例1の自己融着絶縁電線を用いて同様のヘリカルコイルを作製し、200℃で10分熱処理を行った。これらのコイルを用いて、オートグラフ(株式会社島津製作所製、AG-1)にて融着強度を測定した。その結果を表1に示す。
上記した加熱硬化処理(180℃、5分)を行う前(加熱前)のものと、行った後(加熱後)のものについて、線間耐圧試験を行った。線間耐圧試験は、実施例1,2及び比較例1で得た自己融着絶縁電線について、その両端の被膜(絶縁層2a及び融着層2b)を除去した長さ約700mmの直線状の試験片を用い、これを2個撚りした。500V/sの昇圧速度で試験電圧を導体間に印加し、絶縁破壊電圧を測定して行った。測定は、JIS C 3216(巻線試験方法)に基づいて、耐圧試験機(菊水電子工業株式会社製)で測定した。その結果を表2に示す。表2に示すように、重なり枚数が2重の実施例1よりも3重の実施例2の方が絶縁破壊電圧は高かった。また、アミドイミド樹脂からなる絶縁層を有する比較例1の自己融着絶縁電線の絶縁破壊電圧も高かった。
表2に示すように、比較例1の自己融着絶縁電線はピンホール及びクレージングの発生する可能性が高い。一方、実施例1,2の自己融着絶縁電線では、いずれも良好な結果が得られたことから、本発明に係る自己融着絶縁電線10は、絶縁層にピンホールや亀裂等が発生し難く、コイル巻線後においても絶縁耐圧性能を維持できていることが確認できた。
2a 絶縁層
2b 融着層
2 絶縁樹脂テープ
10 自己融着絶縁電線
Claims (5)
- 中心導体と、前記中心導体の外周に、片面に融着層を有する絶縁樹脂テープがラップ巻きされてなる絶縁層と、を有し、前記融着層は、最外層となるように設けられて前記絶縁樹脂テープを仮接着してなるものであり、
前記融着層は、熱可塑性樹脂組成物又は熱可塑性樹脂を主体とした樹脂組成物からなるものであって、加熱された一定の温度において熱可塑性を保って前記絶縁樹脂テープ同士を仮接着することができる性質を有し、加熱された特定の温度で架橋反応が起こって自己融着絶縁電線同士を接着することができる性質を有する、ことを特徴とする自己融着絶縁電線。 - 前記融着層は、ポリエステル系熱硬化型樹脂組成物からなるものである、請求項1に記載の自己融着絶縁電線。
- 前記絶縁樹脂テープは、1/2以上のラップ巻きがされている、請求項1又は2に記載の自己融着絶縁電線。
- 請求項1~3のいずれか1項に記載の自己融着絶縁電線を用いたコイルであって、自己融着絶縁電線同士が融着層によって接着されており、前記自己融着絶縁電線を構成する中心導体と絶縁層とが接着していない易端末処理構造を有する、ことを特徴とするコイル。
- 中心導体と、前記中心導体の外周に、片面に融着層を有する絶縁樹脂テープがラップ巻きされてなる絶縁層と、を有し、前記融着層は、最外層となるように設けられて前記絶縁樹脂テープを仮接着してなる、自己融着絶縁電線の製造方法であって、
前記融着層は、熱可塑性樹脂組成物又は熱可塑性樹脂を主体とした樹脂組成物からなる融着塗料を塗布形成してなり、
前記融着層は、一定の温度に加熱されて熱可塑性を保って前記絶縁樹脂テープ同士が仮接着される性質を有し、コイル製造時には特定の温度に加熱されて架橋反応が起こって自己融着絶縁電線同士を接着する性質を有するものである、ことを特徴とする自己融着絶縁電線の製造方法。
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