JPH04296405A - 絶縁部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、高真空機器や高温使
用機器などに用いることのできる配線用電線や巻線用電
線などの絶縁部材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】絶縁電線などのような絶縁部材は、加熱
設備や火災報知器などの高温下における安全性が要求さ
れる設備に使用される場合がある。また自動車内の高温
度に加熱される環境下でこのような絶縁電線が使用され
る場合もある。

【０００３】従来の絶縁電線としては、導体にポリイミ
ドやフッ素樹脂等の耐熱性有機樹脂を被覆した絶縁電線
が知られている。

【０００４】しかしながら、高い耐熱性が要求される用
途や、高い真空度が要求される環境下で使用される場合
には、このような有機物被覆による絶縁電線では、耐熱
性やガス放出性の点で不十分である。

【０００５】そこで、セラミックス製碍子管に導体が通
された形式の絶縁電線や、あるいは酸化マグネシウムな
どの金属酸化物微粒子が詰められた、ステンレス合金等
からなる耐熱合金製の管に導体が通された形式のＭＩケ
ーブルなどがそのような用途に使用されてきた。

【０００６】また、耐熱性と共に可撓性が要求される場
合には、ガラス繊維が紡織されたものを絶縁部材として
使用するガラス編組絶縁電線などが使用されてきた。

【０００７】また、耐熱性および絶縁性の良好な絶縁電
線としては、アルミニウムまたはアルミニウム合金の線
材に陽極酸化処理を施した、いわゆるアルマイト電線が
ある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、有機樹
脂を被覆した絶縁電線では、絶縁性が保たれ得る最高の
温度は、高々２００℃程度である。このため、２００℃
以上の高い温度において絶縁性の保証が要求される用途
には、このような有機物絶縁被覆電線を使用することが
できなかった。

【０００９】また、セラミックス製の碍子管を用いて耐
熱性が高められた絶縁電線では、可撓性に乏しい等の欠
点を有する。

【００１０】ＭＩケーブルは、耐熱性の合金管と導体と
によって構成されているため、ケーブルの外径が大きく
なる。このため、ＭＩケーブルは、耐熱性の合金管内に
通される導体が許容する電力量に対して、相対的に大き
な断面を有するケーブルとなる。また、このＭＩケーブ
ルをボビン等にコイル状に巻く巻線用の電線として用い
るためには、耐熱合金製の管を所定の曲率で曲げる必要
がある。しかしながら、ＭＩケーブルは相対的に大きな
径を有しているため、曲げ加工が困難であるという問題
を有している。またコイル状に巻く場合には、ＭＩケー
ブルはその径が太いので、巻線密度を向上させることが
困難であるという問題もある。

【００１１】ガラス編組絶縁電線の場合には、用途に応
じて所定の形状に配置しようとするとき、ガラス繊維か
らガラスの粉塵が発生するという問題がある。このガラ
ス粉塵は、ガスの吸着源となり得るため、高い真空度が
要求される環境下でガラス編組絶縁電線を用いると、ガ
ラス粉塵によって提供されるガス吸着源のために、高い
真空度を保つことは不可能である。

【００１２】またアルマイト電線は、無機絶縁層が酸化
アルミニウムに限定されるため、熱の放散が不十分であ
り、大電流を電線に通電した際に被覆の保温性のために
、電線温度が上昇しやすいという問題がある。

【００１３】この発明の目的は、上記の従来の絶縁電線
の問題点を解消するためなされたものであり、以下の事
項を備えた絶縁電線を提供することを目的としている。

【００１４】（ａ）高温度の環境下において高い絶縁性
を有すること （ｂ）可撓性に優れていること （ｃ）皮膜の熱伝導率が高く、熱放散性に優れているこ
と

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明に従う絶縁部材
は、アルミニウムまたはアルミニウム合金を少なくとも
外表面に有する導体と、導体の外表面上に形成されるア
ルミニウムまたはアルミニウム合金の酸化物層と、酸化
物層の上に形成される窒化アルミニウム層とを備えてい
る。

【００１６】この発明において、酸化物層は、導体外表
面のアルミニウムまたはアルミニウム合金を陽極酸化処
理することにより形成することができる。この酸化物層
は、絶縁性を示し、その上に形成される窒化アルミニウ
ムとの密着層となる。

【００１７】この酸化物層の厚さは、窒化アルミニウム
層よりも薄く、かつ２０μｍ以下であることが好ましい
。

【００１８】この発明において、窒化アルミニウム層は
アルキルアミノアルミニウムの熱分解により容易に形成
することができる。

【００１９】

【発明の作用効果】この発明において、絶縁皮膜として
設けられる窒化アルミニウム層はアルミナの１０倍の高
い熱伝導率（１００Ｗ／ｍＫ）を有しており、優れた放
熱性を有する。窒化アルミニウムは、人体に有害なベリ
リアの代替材料として用いられるものであり、放熱効果
の優れた絶縁材料である。

【００２０】したがって、この発明に従う絶縁部材は、
優れた放熱性を有している。

【００２１】この発明における窒化アルミニウム層は、
上述のように、アルキルアミノアルミニウムの加熱分解
より形成させることができる。この加熱は、アルゴンま
たは窒素気流の不活性雰囲気下で行なわれることが好ま
しい。

【００２２】このようにして形成される窒化アルミニウ
ム層は、上述のように優れた熱放散性を有しており、し
かも絶縁性を有している。このため、５００℃以上の高
温下においても優れた耐熱絶縁性を示す。

【００２３】さらに、このようにして形成された窒化ア
ルミニウム層は、平滑な外表面を有するため、膜厚に比
例した、高い絶縁破壊電圧を得ることができる。また平
滑な外表面であるため、ガスの吸着も少ない。

【００２４】この発明において、これら窒化アルミニウ
ム層の下地層となる酸化物層は、窒化アルミニウムとの
付着力に優れている。このため、窒化アルミニウムを直
接導体上に形成する場合よりも、密着性よく形成させる
ことができる。

【００２５】アルミニウムまたはアルミニウム合金の酸
化物層は、窒化アルミニウム層に比べ熱放散性が劣るの
で、窒化アルミニウム層の膜厚よりも薄いことが好まし
い。さらに好ましくは、２０μｍ以下である。

【００２６】導体に高い導電性が要求される場合には、
銅、銅合金、銀または銀合金等の表面にアルミニウムま
たはアルミニウム合金の層を設けた導体を使用すること
が好ましい。

【００２７】この発明に従う絶縁部材は、熱放散性およ
び絶縁性に優れた窒化アルミニウム層を備えるので、高
温における良好な絶縁性を示す。また酸化物層を介して
導体上に設けられているため、密着性よく設けられてお
り、良好な可撓性を有する。

【００２８】

【実施例】アルゴン気流下でジブチルエーテル中、トリ
エチルアルミニウムに対し３倍モルの乾燥アンモニアガ
スを吹き込んだ。次に、真空ストリッピングを、５ｍｍ
Ｈｇ、６０℃の条件で行ない、揮発成分を除去した。そ
の後、アルゴン雰囲気下で８０℃、５時間熟成すること
により、アルキルアミノアルミニウム［（Ｃ２　Ｈ５　
）ＡｌＮＨ２　］ｘ　が生成した。これを乾燥アセトニ
トリルで５倍に希釈し、塗布液とした。

【００２９】線径１ｍｍのＪＩＳ１０５０のアルミニウ
ム合金線を２３％稀硫酸水溶液中において、電解電流２
０Ａ／ｄｍ２　で２分間陽極酸化処理し、表面に酸化物
層を形成した。この導体の表面に、先に準備した塗布液
を塗布し、アルゴン中７００℃の温度で１０分間加熱し
た。この塗布および加熱の工程を２０回繰り返し、窒化
アルミニウム層を形成した。

【００３０】図１は、以上のようにして得られた絶縁電
線を示す断面図である。図１を参照して、ＪＩＳ１０５
０アルミニウム合金からなる導体１の周りには、アルミ
ニウム合金酸化層２が形成されている。このアルミニウ
ム合金酸化層の厚みは約５μｍであった。このアルミニ
ウム合金酸化層２の周りには、窒化アルミニウム層３が
形成されている。この窒化アルミニウム層の厚さは、約
１５μｍであった。

【００３１】比較として、従来のアルマイト電線に相当
するものを作製した。線径１ｍｍのＪＩＳ１０５０のア
ルミニウム合金線を２３％稀硫酸水溶液中において、電
解電流２０Ａ／ｄｍ２　で２分間陽極酸化処理し、表面
に酸化物層を形成した。この酸化物層の厚さは、５μｍ
であった。

【００３２】実施例および比較例の絶縁電線について、
絶縁性を評価するため、絶縁破壊電圧を測定した。室温
においては、実施例の絶縁破壊電圧は１５００Ｖであり
、比較例の絶縁破壊電圧は３００Ｖであった。４００℃
の温度においては、実施例の絶縁破壊電圧は１０００Ｖ
であり、比較例の絶縁破壊電圧は２００Ｖであった。 このことから、この発明に従う実施例の絶縁電線は、比
較例のものよりも高い絶縁破壊電圧を示し、絶縁性に優
れていることがわかった。

【００３３】また、実施例および比較例の絶縁電線を、
直径３０ｍｍ、長さ４０ｍｍの鉄製ボビンに３２０ター
ン巻き付け８Ａの直流電流を流した。この結果、実施例
の絶縁電線の場合には、コイル全体の温度は７０℃程度
に上昇したが、その後の温度上昇は認められず、良好な
放熱性を示した。これに対し、比較例の絶縁電線は、１
００℃程度まで温度が上昇した。

【００３４】以上の実施例では、この発明に従う絶縁部
材として、絶縁電線を例にして説明したが、この発明は
電線に限定されるものではなく、熱電対などその他の絶
縁部材にも適用されるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に従う一実施例の絶縁電線を示す断面
図である。

【符号の説明】

１　　導体 ２　　酸化物層 ３　　窒化アルミニウム層

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　アルミニウムまたはアルミニウム合金
   を少なくとも外表面に有する導体と、前記導体の外表面
   上に形成されるアルミニウムまたはアルミニウム合金の
   酸化物層と、前記酸化物層の上に形成される窒化アルミ
   ニウム層とを備える、絶縁部材。
2. 【請求項２】　　前記酸化物層は、前記導体外表面を陽
   極酸化処理することにより形成されたものである、請求
   項１に記載の絶縁部材。
3. 【請求項３】　　前記酸化物層の厚さは、前記窒化アル
   ミニウム層よりも薄く、かつ２０μｍ以下である、請求
   項１に記載の絶縁部材。
4. 【請求項４】　　前記窒化アルミニウム層は、アルキル
   アミノアルミニウムの熱分解により形成されたものであ
   る、請求項１に記載の絶縁部材。