KR20160111414A - 절연전선 및 그의 제조방법과, 회전 전기기기 및 그의 제조방법 - Google Patents

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요헤이 이시이
쓰네오 아오이
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후루카와 덴키 고교 가부시키가이샤
후루카와 마그넷트 와이야 가부시키가이샤
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Abstract

도체의 주위가 적어도 1층의 절연재료로 피복된 절연전선으로서, 동일 피막층이 길이방향 또는 둘레방향에서, 비유전율이 다른 부분을 가지는 절연전선 및 그의 제조방법과 회전 전기기기(rotating electrical machine) 및 그의 제조방법.

Description

절연전선 및 그의 제조방법과, 회전 전기기기 및 그의 제조방법{INSULATED WIRE AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME, AND ROTATING ELECTRICAL MACHINE AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}
본 발명은, 절연전선 및 그의 제조방법과, 회전 전기기기(rotating electrical machine) 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
자동차, 일반 산업용 모터 등의 회전 전기기기는, 고밀도에서의 소형화, 고출력에의 요구가 높아지고 있다. 소형화는 회전 전기기기의 스테이터 코어(stator core)의 슬롯 내에서 도체 점유율을 높이기 위해서 절연전선의 각선화가 행해지고 있다. 또, 회전 전기기기에서는, 최근에는, 절연전선을 절단하여 U자 형상 등으로 턴 가공하고, 복수의 U자 형상 등의 절연전선의 U자 형상 등의 2개의 말단(개방 단부)을 서로 다르게 접속하여, 코일로 만들어서, 스테이터 코어의 슬롯에 넣어진다. 이 접속된 U자 형상 등의 절연전선의 코일(절연전선 분할 세그먼트)은, 슬롯에 수납되는 슬롯 수용부(슬롯 직선부)와 슬롯에 수납되지 않은 코일 엔드부(coil end part)(U자 형상 등의 턴부와 2개의 말단인 개방단부)로 이루어진다. U자 형상 등의 절연전선코일 2개의 직선형상의 슬롯 수용부가 각각 서로 다른 슬롯에 넣어진다. 한편, U자 등의 만곡형상의 코일 엔드부와 개방 단부의 코일 엔드부가 스테이터의 상하 부분에서, 슬롯에 수납되지 않고 돌출된 상태로 배열되고, 개방 단부의 코일 엔드부가 다른 코일의 개방 단부와 접속되어 배선된다. 이 때문에, 코일 엔드부를 한층 더 단축화 함으로써, 고밀도화가 시도되고 있다.
한편, 고출력화는, 회전 전기기기를 고전압화, 대전류화, 고회전화로 달성되어 있다.
여기서, 코일화는 절연 피복된 도체를 복수, 상하, 좌우 혹은 상하 좌우로 묶고, 필요에 따라서는, 이 묶은 복수의 절연전선 전체를 전계 완화 혹은 절연화를 위한 수지 피복이 행해진다.
그렇지만, 종래의 수 k㎐∼수십 k㎐의 규정 전압을 초과한 고전압에서는, 회전 전기기기에 이용되는 절연전선 혹은 코일에서는 절연성이 불충분했다. 특히, 장기 사용에서의 내구성이 요구되고 있다.
이러한 내구성은, 피복된 도체 사이(묶여진 복수의 피복된 도체 사이)에서, 일정 전계 강도 이상에서 코로나 방전이 발생하여, 내구성을 해치는 것이다. 이러한 코로나 방전, 즉, 부분방전 열화를 최소한으로 억제하는 것이 강하게 요구되고 있다.
일반적으로, 부분방전 열화는 전기 절연재료가 그 부분방전으로 발생한 하전입자의 충돌에 의한 분자쇄 절단 열화, 스퍼터링 열화, 국부 온도상승에 의한 열 용융 혹은 열분해 열화, 방전으로 발생한 오존에 의한 화학적 열화 등이 복잡하게 일어나는 현상이다. 이것에 의하여, 실제의 부분방전으로 열화 된 전기 절연재료에서는 두께가 감소하거나 한다.
이 부분방전 열화는, 슬롯에서 수납 고정되어 있지 않은, U자 등의 만곡형상의 코일 엔드부에서 생기기 쉽고, 예를 들면, 절연전선 코일의 상기 슬롯 수용부와 코일 엔드부에서, 도체를 피복하는 절연피막의 두께나 피복하는 절연재료를 변경하는 것이 제안되어 있다(특허문헌 1 참조).
일본공개특허공보 2008-236924호
그렇지만, 이러한 절연전선을 제조하려면, 번잡한 제조공정이 필요하게 되어, 제조 비용적으로도 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은, 상기의 문제점을 해결하는 것을 제 1의 과제로 하는 것이다.
즉, 본 발명은, 부분방전 열화에 대한 내구성이 우수하고, 또 번잡한 제조공정을 필요로 하지 않는 간편하고 염가의 제조공정으로 제조할 수 있는 절연전선 및 그의 제조방법과 회전 전기기기 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자들은, 상기의 과제를 해결할 수 있도록, 여러 가지의 검토를 행하였다. 특히, 절연전선의 코일 엔드부가 되는 부분과 슬롯 수용부가 되는 부분의 두께나 절연재료의 변경이 아니라, 동일한 절연재료로 코일 엔드부의 코로나 방전을 억제하는 수단을 중심으로 검토했다. 이 결과, 절연전선의 길이방향의 비유전율의 부분적 변경이 유효하고, 게다가 번잡한 제조공정을 필요로 하지 않으며, 절연전선의 내구성을 향상시킬 수 있다는 것을 찾아냈다. 본 발명은, 이들의 지견에 기초하여 이루어진 것이다.
즉, 본 발명에 의하면 이하의 수단이 제공된다.
(1) 도체의 주위가 적어도 1층의 절연재료로 피복된 절연전선으로서, 동일 피막층의 길이방향 또는 둘레방향에서, 비유전율이 다른 부분을 가지는 것을 특징으로 하는 절연전선.
(2) 상기 절연재료가 수지이며, 상기 비유전율이 다른 부분의 비유전율이, 상기 수지재료의 비유전율보다 낮은 것을 특징으로 하는 (1)에 기재된 절연전선.
(3) 상기 피막층의 부피밀도의 차이로, 상기 피막층의 비유전율이 다른 것을 특징으로 하는 (1) 또는 (2)에 기재된 절연전선.
(4) 상기 피막층이 기포를 포함함으로써, 상기 비유전율이 다른 것을 특징으로 하는 (1)∼(3) 중의 어느 한 항에 기재된 절연전선.
(5) 상기 동일 피막층의 길이방향 또는 둘레방향에서, 상기 비유전율이 다른 부분이, 발포되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 (1)∼(4) 중의 어느 한 항에 기재된 절연전선.
(6) 상기 비유전율이 다른 부분을 가지는 피복층을 구성하는 절연재료가, 적어도 폴리페닐렌설파이드, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르설폰, 폴리에테르이미드, 폴리이미드 및 폴리아미드이미드로부터 선택되는 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 (1)∼(5) 중의 어느 한 항에 기재된 절연전선.
(7) 상기 도체의 단면 형상이 원형 또는 사각형인 것을 특징으로 하는 (1)∼(6) 중의 어느 한 항에 기재된 절연전선.
(8) 상기 (1)∼(7) 중의 어느 한 항에 기재된 절연전선을 이용하여 이루어진 것을 특징으로 하는 회전 전기기기.
(9) 상기 절연전선이 권선 가공되어 코일로 가공되고, 상기 코일이 코일을 넣는 스테이터 코어의 슬롯에 수납되는 슬롯 수용부와 스테이터 코어의 슬롯에 수납되지 않은 코일 엔드부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 (8)에 기재된 회전 전기기기.
(10) 상기 코일에 있어서, 스테이터 코어의 슬롯에 수납되어 있지 않은 절연전선 피막의 상기 코일 엔드부의 비유전율이, 스테이터 코어의 슬롯에 수납되어 있는 절연전선 피막의 상기 슬롯 수용부의 비유전율보다 낮은 것을 특징으로 하는 (9)에 기재된 회전 전기기기.
(11) 도체의 주위가 적어도 1층의 절연재료로 피복된 절연전선의 제조방법으로서,
상기 절연전선이, 동일 피막층의 길이방향 또는 둘레방향에서, 비유전율이 다른 부분을 가지는 절연전선이며,
상기 절연재료를 발포시킴으로써, 상기 비유전율이 다른 부분을 형성하는 것을 특징으로 하는 절연전선의 제조방법.
(12) 상기 절연재료로 피복된 절연재료가 발포되어 있지 않은 절연전선을 제조한 후에, 상기 절연재료를 발포시키는 것을 특징으로 하는 (11)에 기재된 절연전선의 제조방법.
(13) 상기 발포가, 절연재료를 기체 또는 액체에 침투시킨 후, 발포시키는 방법으로서, 상기 절연재료를 고체이면서 발포 공정시의 가열 온도에서도 변형되지 않는 재료로 덮고, 덮여있지 않은 부분은, 덮여 있는 부분보다 비유전율이 낮은 것을 특징으로 하는 (11) 또는 (12)에 기재된 절연전선의 제조방법.
(14) 도체의 주위가 적어도 1층의 절연재료로 피복된 절연전선을 이용한 회전 전기기기의 제조방법으로서,
상기 절연전선이 코일로 가공되고, 상기 코일이, 코일을 넣는 스테이터 코어의 슬롯에 수납되는 슬롯 수용부와 스테이터 코어의 슬롯에 수납되지 않은 코일 엔드부로 이루어지며,
상기 스테이터 코어의 슬롯에 상기 코일을 넣고, 상기 코일을 고정하는 공정 혹은 이 이후의 회전 전기기기를 조립하는 공정 중의 어느 하나로, 상기 코일 엔드부의 절연재료의 비유전율을 저하시키는 것을 특징으로 하는 회전 전기기기의 제조방법.
(15) 스테이터 코어의 슬롯에 수납되어 있지 않은 상기 코일 엔드부의 절연재료를 발포시키는 것을 특징으로 하는 (14)에 기재된 회전 전기기기의 제조방법.
본 발명에 의해, 부분방전 열화에 대한 내구성이 우수하면서 번잡한 제조공정을 필요로 하지 않는 간편하고 염가의 제조공정으로 제조할 수 있는 절연전선 및 그의 제조방법과 회전 전기기기 및 그의 제조방법을 제공하는 것이 가능하게 되었다.
본 발명의 상기 및 다른 특징과 이점은, 하기의 기재 및 첨부의 도면으로부터 보다 분명해 질 것이다.
도 1의 (a)는, 절연전선의 모식적인 상면도이고, 도 1의 (b)는 절연전선의 모식적인 단면도이다.
도 2의 (a)는, 본 발명에서 사용하는 코일(절연전선 분할 세그먼트)의 모식적인 형상을 나타내는 외관 사시도이고, 도 2의 (b)는 상기 코일을 스테이터 코어의 슬롯에 장착된 상태를 모식적으로 나타내는 확대 사시도이다.
도 3의 (a)는, 본 발명에서 사용하는 코일의 모식적인 형상을 나타내는 외관 사시도이며, 도 3의 (b)는 상기 코일을 2조 세트한 모식적인 외관 사시도이다.
도 4는, 본 발명에 따른 2조 세트의 코일을 스테이터 코어의 슬롯에 삽입하는 공정을 나타내는 사시도이다.
도 5는, 스테이터의 전체 사시도이다.
도 6의 (a)는, 스테이터의 모식적인 부분 사시도이고, 도 6의 (b)는 상기 스테이터의 모식적인 측면도이다.
도 7의 (a1), 도 7의 (a2) 및 도 7의 (a3)은, 원형 도체를 사용한 모식적인 절연전선의 상면도이고, 도 7의 (b1), 도 7의 (b2) 및 도 7의 (b3)은 단면도, 도 7의 (c2)는 z1z2 단면도, 및 도 7의 (c3)은 z3z4 단면도이다. 길이방향에서의 부분 마스크화에 의한 비발포부 형성의 모식적인 공정도이다.
도 8의 (a1), 도 8의 (a2) 및 도 8의 (a3)은, 사각형 도체를 사용한 모식적인 절연전선의 상면도이고, 도 8의 (b1), 도 8의 (b2) 및 도 8의 (b3)은 단면도, 도 8의 (c2)은 z1z2 단면도, 및 도 8의 (c3)은 z3z4 단면도이다. 길이방향에서의 부분 마스크화에 의한 비발포부 형성의 모식적인 공정도이다.
《절연전선》
본 발명의 절연전선은, 자동차, 일반 산업용 모터 등의 회전 전기기기에 적합하게 사용할 수 있는 것이다.
본 발명에서는, 도체를 피복하는 절연전선의 길이방향 또는 둘레방향에서, 절연재료의 비유전율이 다른 부분을 마련함으로써, 특히, 절연전선의 코로나 방전이 발생되기 쉬운 부분에서의 부분방전 열화를 억제하여, 내구성을 향상시키는 것이다.
예를 들면, 자동차 등의 회전 전기기기의 경우, 도 5에 나타내는 바와 같이, 스테이터(100)는 가공된 절연전선(코일)(11)이 짜 넣어져 있다.
이 스테이터(100)는, 도 2의 (a), 도 3의 (a)에서 나타내는 바와 같은 코일(절연전선 분할 세그먼트)(11)을 최소 기본 단위로 하고, 통상은, 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이 2조 세트(11α, 11β)를 기본 단위로 하며 도 4에 나타내는 바와 같이 하여 슬롯(22)에 수납된다. 여기서, 도 2의 (b)에서는 최소 기본 단위의 코일(절연전선 분할 세그먼트)(11)을 수납한 상태를 모식적으로 나타낸 것이다. 스테이터(100)의 스테이터 코어(20)에 마련된 티스(21)와 슬롯(22)이 다른 슬롯(22)에, 코일(절연전선 분할 세그먼트)(11)이 짜 넣어진다. 이때, 코일(절연전선 분할 세그먼트)(11)은, 도 2의 (a)에 나타내는 바와 같이, 슬롯(22)에 수납되는 슬롯 수용부(a(11a))와 수납되지 않은 코일 엔드부, 상세하게는, U자 형상 등의 턴부(b1(11b1))와 2개의 말단부인 개방 단부(b2(11b2))로 이루어진다. 한편, 슬롯 수용부(a(11a))는 통상 직선이다.
도 4와 같이 하여, 코일(절연전선 분할 세그먼트)(11)을 최소 기본 단위로 하고, 통상은, 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이 2조 세트(11α, 11β)를 기본 단위로 하여, 스테이터에 짜 넣는다. 그 후, 코일(절연전선 분할 세그먼트(b1(11b1))과 코일(절연전선 분할 세그먼트)(b2(11b2))은 슬롯(22)으로부터 돌출되고, 코일(절연전선 분할 세그먼트)(b1(11b1))은, 도 6의 (a)와 같은 상태로 배열된다. 한편, 코일(절연전선 분할 세그먼트)(b2(11b2))은, 접어 구부려 가공되어, 2개의 개방 단부의 코일 엔드부가 다른 코일의 개방 단부와 접속되어 배선된다.
도 6의 (b)는, 절연전선(코일)(11)이 짜 넣어진, 도 5에서 나타내는 스테이터(100)의 측면도이며, 스테이터(100)의 상하에 절연전선(코일)(11)의 코일 엔드부(11b1, 11b2)가 돌출된다.
스테이터(100)에서의 절연전선은, 이 슬롯 엔드부(11b1, 11b2)에서 코로나 방전이 생기기 쉽다.
이 때문에, 코일 엔드부(11b1, 11b2)와 슬롯 수용부(11a)의 비유전율을 다른 값, 바람직하게는, 코일 엔드부(11b1, 11b2)의 비유전율을 슬롯 수용부(11a)의 비유전율보다 낮게 함으로써, 가장 코로나 방전이 생기기 쉬운 코일 엔드부(특히, U자 형상 등의 턴부(11b1))의 부분방전 열화를 억제하여, 내구성을 향상시키는 것이다.
본 발명의 절연전선은, 도체의 주위가 적어도 1층의 절연재료로 피복된 절연전선이다.
한편, 본원 명세서에서는, 피막은 피복과 동의(同義)로 사용되며, 피막층은 피복층과 동의로 사용된다.
이하, 도체부터 순서로 설명한다.
〈도체〉
본 발명에 이용하는 도체로서는, 그 재질은 도전성을 가지는 것이면 좋고, 예를 들면 구리, 구리합금, 알루미늄, 알루미늄 합금 등을 들 수 있다. 도체가 구리의 경우, 예를 들면 용접을 위해 열로 용융시킨 경우, 함유 산소에 기인하는 용접부분에 있어서의 보이드의 발생을 방지하는 관점에서, 구리 99.96% 이상, 산소 함유량은 30ppm 이하, 바람직하게는 20ppm 이하의 저산소 구리 또는 무산소동이 적합하다. 도체가 알루미늄의 경우는, 필요 기계 강도의 점에서, 여러 가지 알루미늄 합금을 이용할 수 있다. 예를 들면 회전 전기기기와 같은 용도에 대해서는, 높은 전류치를 얻어지는 순도 99.00% 이상의 순수 알루미늄이 적합하다.
도체의 단면 형상은 용도에 따라 결정되는 것이기 때문에, 원형(고리), 사각형(평각), 혹은 육각형 등 어느 형상이라도 상관없다. 예를 들면 회전 전기기기와 같은 용도에 대해서는, 스테이터 코어의 슬롯 내에 있어서의 도체의 점유율을 높게 할 수 있다고 하는 점에 있어서는 사각형상의 도체가 바람직하다.
도체의 사이즈는 용도에 따라 결정되는 것이기 때문에 특히 지정은 없다. 고리 형상의 도체의 경우는 직경으로 0.3∼3.0㎜가 바람직하고, 0.4∼2.7㎜가 보다 바람직하다. 평각형상의 도체의 경우는 한 변의 길이가 폭(장변)은 1.0∼5.0㎜가 바람직하고 1.4∼4.0㎜가 보다 바람직하며, 두께(단변)는 0.4∼3.0㎜가 바람직하고, 0.5∼2.5㎜가 보다 바람직하다. 다만, 본 발명의 효과가 얻어지는 도체 사이즈의 범위는 예외로 한다. 또, 평각형상의 도체의 경우, 이것도 용도에 따라 다르지만, 단면 정방형보다, 단면 장방형이 일반적이다. 또, 평각형상의 도체의 경우는, 용도가 회전 전기기기의 경우에서는, 그 도체 단면의 네 모서리의 모따기(곡률반경(r))는, 스테이터 코어의 슬롯 내에서의 도체 점유율을 높이는 관점에서, r은 작은 것이 바람직하다. 네 모서리에의 전계 집중에 의한 부분방전 현상을 억제한다고 하는 관점에서는, r은 큰 것이 바람직하다. 이 때문에, 곡률반경(r)은 0.6㎜ 이하가 바람직하고, 0.2∼0.4㎜가 보다 바람직하다. 다만, 본 발명의 효과가 얻어지는 범위는 예외로 한다.
〈피막층〉
본 발명에서는, 절연재료로 이루어지는 적어도 1층의 피막층을 가진다. 예를 들면, 도 1에서는, 사각형 도체(1)의 2층의 피막층(제1의 피막층(2), 제2의 피막층(3))에서 피복된 절연전선을 나타낸다. 여기서, 도 1의 (a)는 절연전선(10)의 상면도이고, 도 1의 (b)는 단면도이다.
절연재료는 수지가 바람직하고, 본 발명의 절연 피복 수지에 이용할 수 있는 수지로서는, 열가소성 수지, 예를 들면, 폴리아미드(PA)(나일론), 폴리아세탈(POM), 폴리카보네이트(PC), 폴리페닐렌에테르(변성 폴리페닐렌에테르를 포함함), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌나프탈레이트(PBN), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 초고분자량 폴리에틸렌 등의 범용 엔지니어링 플라스틱 외, 폴리설폰(PSF), 폴리설폰(PSU), 폴리에테르설폰(PES), 폴리페닐설폰(PPSU), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리아릴레이트(U폴리머), 폴리아미드이미드, 폴리에테르케톤(PEK), 폴리아릴에테르케톤(PAEK)(변성 PEEK를 포함함), 테트라플루오로에틸렌·에틸렌 공중합체(ETFE), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 테트라플루오로에틸렌·퍼플루오로알킬 비닐 에테르 공중합체(PFA)(FEP), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 열가소성 폴리이미드 수지(TPI), 폴리아미드이미드(PAI), 액정 폴리에스테르 등의 슈퍼 엔지니어링 플라스틱, 또한, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)를 베이스 수지로 하는 폴리머 앨로이, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS)/폴리카보네이트, 나일론 6.6, 방향족 폴리아미드 수지, 폴리페닐렌에테르/나일론 6.6, 폴리페닐렌에테르/폴리스티렌, 폴리부틸렌테레프탈레이트/폴리카보네이트 등의 상기 엔지니어링 플라스틱을 포함한 폴리머 앨로이를 들 수 있다. 이들의 열가소성 수지는 1종 단독으로 이용해도 좋고, 또, 2종 이상을 조합하여 이용해도 좋다.
한편, 상기에 나타낸 수지명에 의하여 사용 수지가 한정되지 않고, 상기에 열거한 수지 이외에도, 그들의 수지보다 성능적으로 우수한 수지이면 사용 가능한 것은 물론이다.
열가소성 수지의 피막층은, 후술의 열경화성 수지의 피막층과 마찬가지로, 수지 바니스화하고, 도포, 또는 도포 후에 한층 더 베이킹 처리를 행하여 형성해도 좋다. 바람직하게는, 열가소성 수지를 압출 가공하고, 압출 피복수지층을 형성한다.
본 발명의 절연 피복 수지에 이용할 수 있는 수지로서는, 열경화성 수지, 예를 들면, 폴리이미드, 폴리우레탄, 폴리아미드이미드, 폴리에스테르, 폴리벤조이미다졸, 폴리에스테르이미드, 멜라민 수지, 에폭시 수지를 들 수 있다. 또, 이들을 2종 이상 조합하여 이용해도 좋다.
또, 상기에 열거한 수지 이외에도, 그들의 수지보다 성능적으로 우수한 수지이면 사용 가능한 것은 물론이다.
열경화성 수지의 피막층은 에나멜선의 베이킹과 같은 방법으로 형성할 수 있다.
즉, 열경화성 수지를 유기용매로 바니스화 하여 수지 바니스로 하고, 이 수지 바니스를 도체에 도포하며, 도포한 도체를, 통상의 방법으로 베이킹로에서 베이킹함으로써 열경화성 수지의 피막층을 형성할 수 있다. 구체적인 베이킹 조건은 그 사용되는 노의 형상 등에 좌우되지만, 대략 5m의 자연대류식의 수형로이면, 400∼500℃에서 통과시간을 10∼90초로 설정함으로써 달성할 수 있다.
수지 바니스의 바니스화에 사용하는 유기용매로서는, 열경화성 수지의 반응을 저해하지 않는 한은 특히 제한은 없고, 예를 들면, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), N,N-디메틸아세트아미드(DMAC), 디메틸설폭사이드, N,N-디메틸포름아미드 등의 아미드계 용매, N,N-디메틸에틸렌우레아, N,N-디메틸프로필렌우레아, 테트라 메틸 요소 등의 요소계 용매, γ-부틸로락톤, γ-카프로락톤 등의 락톤계 용매, 프로필렌 카보네이트 등의 카보네이트계 용매, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤계 용매, 초산에틸, 초산 n-부틸, 부틸셀로솔브아세테이트, 부틸카비톨 아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 에틸카르비톨 아세테이트 등의 에스테르계 용매, 디글라임, 트리글라임, 테트라글라임 등의 글라임계 용매, 톨루엔, 크실렌, 시클로헥산 등의 탄화수소계 용매, 설포란 등의 설폰계 용매 등을 들 수 있다. 유기용제의 비점은, 바람직하게는 160℃∼250℃, 보다 바람직하게는 165℃∼210℃의 것이다.
이들의 유기용매 중, 고용해성, 고반응 촉진성 등의 점에서 아미드계 용매, 요소계 용매가 바람직하고, 가열에 의한 가교 반응을 저해하기 쉬운 수소 원자를 가지지 않기 때문에, N-메틸-2-피롤리돈, N,N-디메틸 아세트아미드, N,N-디메틸에틸렌우레아, N,N-디메틸프로필렌우레아, 테트라메틸 요소가 보다 바람직하고, N-메틸-2-피롤리돈이 특히 바람직하다.
한편, 수지 바니스에는, 수지 이외에, 필요에 따라 산화 방지제, 대전 방지제, 자외선 방지제, 광안정제, 형광증백제, 안료, 염료, 상용화제, 윤활제, 강화제, 난연제, 가교제, 가교조제, 가소제, 증점제, 감점제, 및 엘라스토머 등의 각종 첨가제 등을 함유해도 좋다.
본 발명에서는, 적어도 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르설폰(PES), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리이미드(PI) 및 폴리아미드이미드(PAI)로부터 선택되는 수지를 포함하는 것이 바람직하다.
폴리페닐렌 설파이드(PPS)의 시판품으로서는, 예를 들면, FZ-2100(DIC사 제, 상품명), 폴리카보네이트(PC)의 시판품으로서는, 예를 들면, 팬 라이트　LV-2250 Y(테이진사 제, 상품명), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)의 시판품으로서는, 예를 들면, TR-8550T(테이진사 제, 상품명), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)의 시판품으로서는, 예를 들면, 토레콘　1401X31(토레사 제, 상품명), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)의 시판품으로서는, 예를 들면, 테오넥스　TN8065S(테이진사 제, 상품명), 폴리에테르에테르케톤(PEEK)의 시판품으로서는, 예를 들면, Keta Spire KT-820(솔베이 스페셜티 폴리머즈사 제, 상품명), PEEK450G(빅트렉스재팬사 제, 상품명), 폴리에테르설폰(PES)의 시판품으로서는, 예를 들면, 스미카엑셀 PES(스미토모카가쿠(住友化學)사 제, 상품명), 폴리에테르이미드(PEI)의 시판품으로서는, 예를 들면, 우르템 1010(사빅 이노베이티브 플라스틱사 제, 상품명), 폴리이미드(PI)의 시판품으로서는, 예를 들면, 오람 PL450C(미츠이카가쿠(三井化學)사 제, 상품명), 폴리아미드이미드(PAI)의 시판품으로서는, 예를 들면, HI406(히타치카세이사 제, 상품명)을 들 수 있다.
피막층의 총 두께는, 3∼200㎛가 바람직하고, 10∼80㎛가 보다 바람직하며, 20∼50㎛가 더 바람직하다.
본 발명에 있어서, 피막층을 2층 이상 가져도 좋다. 한편, 본 발명에서는, 완전히 같은 수지 바니스를 여러 차례 도포, 베이킹을 행하고, 단지 층의 두께를 조정하는 경우는 1층, 즉 동일하게 하며, 같은 수지라도 수지 바니스 중의 첨가제의 종류, 양이 다른 것은 다른 층으로서 카운트한다.
본 발명의 절연전선은, 특허 제 4177295호 공보에서 나타내는 바와 같이, 절연피막의 구성을, 도체의 외주에, 도체와의 높은 밀착성이나 피막의 내열성을 높게 유지하는 것이 가능한 열경화성 수지를, 그 외주에 기포를 포함시키기 쉽게 높은 발포배율을 얻는 것이 가능한 열가소성 수지의 순서로 배치한 것을 이용하는 것으로, 도체와 절연피막의 밀착성, 절연피막의 내열성, 절연피막의 비유전율의 차이의 확보를 양립시키는 것이 가능해진다.
《동일 피막층의 길이방향 또는 둘레방향에서 비유전율이 다른 부분을 가지는 절연전선 절연, 그의 제조방법》
본 발명의 절연전선은, 동일 피막층의 길이방향 또는 둘레방향에서 비유전율이 다른 부분을 가진다.
동일층에서 비유전율이 다른 부분을 가지는 층은, 복수의 피막층을 가지는 경우, 어느 층이라도 상관없다.
예를 들면, 도체에 접하는 층이라도, 최외층이라도, 내부의 층이라도 상관없다. 또, 동일 개소의 모든 층의 비유전율이 다른 것도 바람직하다.
본 발명에서는, 도체상의 피막층을 2층 이상 가지는 것이 바람직하다. 이 경우, 동일층에서 비유전율이 다른 층은 도체에 접하는 층보다 상층의 층이 바람직하다. 또, 도체에 접하는 층보다 상층의 층의 모든 층의 동일 개소의 비유전율이, 다른 개소로부터 다른 것도 바람직하다.
비유전율의 변화는, 상기 비유전율이 다른 부분을 가지는 층을 형성하는 절연재료, 바람직하게는 수지의 종류를 변경하지 않고, 동일한 수지를 사용하여 원하는 부분의 비유전율을 변경하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 수지의 부피밀도의 변경, 바람직하게는 기포의 유무, 단위 체적당 기포의 총 체적의 양으로 비유전율을 변경하는 것이 바람직하다.
또, 본 발명에서는, 수지를 발포시켜 기포를 수지 중에 형성하는 것이 바람직하다.
절연전선의 길이방향 또는 둘레방향의 특정 개소만을 발포시켜, 수지중에 기포를 형성하는 방법으로서는, 절연전선에 가스 또는 액체를 침투시키고, 침투한 가스 또는 액체를 발포시키는 방법과, 절연전선을 제조할 때에, 수지 바니스에 발포핵제를 미량 포함시키며, 상기 발포핵제가 휘산되지 않는 조건에서, 절연전선을 제조하고, 필요로 되는 형상으로의 가공시에, 비유전율을 저하시킬 예정의 개소만을 가열하여 발포하는 방법을 들 수 있다.
본 발명에서는, 절연전선에 가스 또는 액체를 침투시키고, 침투한 가스 또는 액체를 발포시키는 방법이 바람직하다.
본 발명의 하나의 바람직한 형태는, 제조 후의 절연전선의 절연피막에 가스를 침투시키고, 그 침투시킨 가스를 기점으로 절연피막을 발포시키는 방법이다.
이 경우의 절연피막은, 열가소성 수지로 이루어지는 압출 피복수지가 바람직하다.
(가스에 의한 발포)
사용하는 가스는, 불활성 가스가 바람직하고, 아르곤, 수소, 메탄, 프레온, 탄산가스, 헬륨, 산소, 질소 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 통상의 절연전선에 사용되는 수지에의 가스 침투력이 강하고, 고배율로 발포할 수 있는 탄산가스가 바람직하다.
한편, 사용하는 가스는, 고압하에서 액상으로 되며, 이 액상이라도 좋고, 본원 명세서에서는 이들을 정리하여 불활성 가스라고 칭한다. 같은 불활성 가스 분위기중은 불활성 가스의 액체중도 포함된다.
불활성 가스에 의한 발포는, 이하와 같이, 공정(1), (2)의 순서로 행하여 발포시키는 것이 바람직하다.
발포 방법
(1) 절연전선을 가압 불활성 가스 분위기중으로 유지하고 불활성 가스를 침투시키는 공정
(2) 상기 불활성 가스를 수지 중에 침투시킨 절연전선을 상압하에서 가열하여 발포시키는 공정
상기 공정(1)의 고압 가스의 가압은, 절연전선에 사용되고 있는 수지에도 의하지만, 1∼20MPa가 바람직하고, 1∼15MPa가 보다 바람직하며, 1∼10MPa가 더 바람직하다. 또, 불활성 가스 분위기중에 유지시간은, 6시간 이상이 바람직하고, 12시간 이상이 보다 바람직하며, 24시간 이상이 더 바람직하다. 불활성 가스 분위기하의 온도는, 40℃ 이하가 바람직하고, 30℃ 이하가 보다 바람직하며, 20℃ 이하가 더 바람직하다.
상기 공정(2)의 상압하에서 가열 발포의 가열 온도는, 피막층, 바람직하게는 압출 피복수지층에 사용되는 수지에 의하지만, 유리 전이 온도보다 높게 하면 수지가 변형되기 쉽기 때문에 바람직하고, 수지의 유리 전이 온도에서 5∼200℃가 바람직하며, 30∼180℃가 보다 바람직하고, 50∼150℃가 더 바람직하다. 가열시간은, 가열 온도에도 의하지만, 3∼120초 사이가 바람직하다.
본 발명에 있어서는 피막층, 바람직하게는 압출 피복수지층에 부분적으로 비유전율이 낮은 부분이 생긴다면, 어떠한 방법이라도 상관없다. 상기의 가스 침투 외에는, 피막층, 바람직하게는 압출 피복수지 중에 자외선으로 분해하는 성분을 첨가해 두고, 피막 성형 후에 부분적으로 자외선을 조사하여 분해 가스로 기포를 형성하는 방법, 물을 흡수시키고 나서 가열하여 수증기의 발생에 의하여 기포를 형성하는 방법, 전자선 조사에서 분해하는 성분을 첨가해 두고, 피막 성형 후에 부분적으로 전자선을 조사하여 분해 가스로 기포를 형성하는 방법 등을 선택할 수 있다.
피막층, 바람직하게는 압출 피복수지층에 형성되는 기포는, 독립 기포라도 연통 기포라도 좋으며, 또 이들 양쪽이라도 좋다. 여기서, 독립 기포란, 임의의 단면에서 절단한 압출 피복수지층의 단면을 현미경으로 관찰했을 때에 기포 내벽에 구멍, 즉 인접하는 기포와의 연이어 통하는 개구부를 확인할 수 없는 것을 말하고, 연통 기포란, 마찬가지로 하여 관찰했을 때에 기포 내벽에 구멍을 확인할 수 있는 것을 말한다. 기포는, 피막층, 바람직하게는 압출 피복수지층의 마모 특성이나 기계 특성을 유지하면서, 세로 방향, 즉 두께 방향의 순간적인 손상으로 변형해도, 내압이 상승하여, 압력이 개방되면 되돌아가기 쉽다고 하는 점에서, 또, 용제 등에 침지되어도 기포 내부에 용제 등이 침입하여 기포 부분이 메워지지 않고, 비유전율의 상승을 억제할 수 있는 점에서, 독립 기포를 포함하고 있는 것이 바람직하다.
기포의 지름은, 피막층, 바람직하게는 압출 피복수지층의 단면을 주사 전자현미경(SEM)으로 관찰하고, 임의로 선택한 20개의 기포의 직경을, 화상 치수 계측 소프트(미타니쇼지(三谷商事)사 제 WinROOF)를 이용하여 지름 측정 모드로 측정하며, 이들을 평균하여 산출한 값이다. 한편, 기포 형상이 원형이 아닌 경우는, 가장 긴 부분을 직경으로 한다.
한편, 발포에 의해 얻어지는 기포의 크기, 형상은 특히 한정되는 것은 아니다. 형상은 구 형상이 바람직하다. 1개의 기포지름의 평균은, 기포 체적의 구 환산에서의 반경으로서, 10㎛ 이하가 바람직하고, 5㎛ 이하가 보다 바람직하며, 2㎛ 이하가 더 바람직하다.
본 발명에서는, 절연전선 길이방향의 비유전율이 다른 부분을 마련하려면, 상대적으로 비유전율이 큰 부분을, 고체이면서 발포 공정시의 가열 온도에서도 변형되지 않는 재료로 덮고, 불활성 가스 또는 액체가 침투하지 않도록, 또는 발포시에, 덮여있지 않은 부분보다 온도를 낮게 한다.
예를 들면, 이 방법에 있어서의 공정은, 도 7 및 8로 나타낸다.
여기서, 도 7에서는, 원형의 도체(1) 상에 피막층을 1층 형성한 절연전선이며, 바람직한 층으로서 압출 피복수지층(3)을 피막하고 있고, 도 8에서는, 사각형의 도체(1) 상에 2층의 피막층(2, 3)으로 피복된 절연전선이다. 또, 도 7, 8 모두, 바람직한 공정으로서 하기의 공정을 나타내고 있다.
공정(I)：기포를 함유하지 않은 절연전선을 준비 혹은 제조하여 준비하는 공정
공정(Ⅱ)：비발포 부분을 마스크(M)로, 마스크화하는 공정
공정(Ⅲ)：가스 침투, 발포 및 마스크(M)를 제거하는 공정
여기서, 도 7, 8 모두에서, (a1)∼(a3)은, 절연전선(10)의 각 공정에 있어서의 상면도이고, (b1)∼(b3)는 각 공정에서의 단면도이며, (c2)는 Z1-Z2부분에서의 발포시키기 전의 단면도이다. (c3)은 (a3)의 Z3-Z4부분에서의 발포되어 있지 않은 부분(pnf)의 단면도이며, (a3)과 (b3)에는 발포된 피막층(도 7의 (a3), 도 8의 (a3)에서는 pf, 도 7의 (b3), 도 8의 (b3)에서는 3')이 형성되어 있는 것이 나타나 있다.
마스크 재료로서는, 예를 들면, 알루미늄, 스테인리스, 철, 동, 유리, 세라믹, 폴리이미드가 바람직하다. 그 중에서도, 본 발명의 절연전선이 가공되어, 코일로 되는 경우에 있어서는, 상기 코일을 삽입하는 슬롯(예를 들면, 전자강판)이, 삽입 부분만 상기 슬롯으로 덮여 있는 경우, 슬롯 중에 가공된 절연전선의 코일을 삽입, 고정된 상태로, 불활성 가스 분위기중으로 유지하는 것도 가능하며, 바람직하다. 예를 들면, 모터와 같은 회전 전기기기의 경우, 상기 코일이 슬롯에 장착된 스테이터를 불활성 가스 분위기중으로 유지하는 것이 가능하고, 본 발명에 있어서는, 특히 바람직하다. 또, 알루미늄, 스테인리스, 철, 동, 유리, 세라믹으로 마스크한 경우, 불활성 가스 또는 액체가 침투되지 않기 때문에, 발포공정 전에 마스크 제거해도 좋다.
침투되지 않는 재료로 빈틈을 열어 덮었을 때는, 덮인 부분에서도 다소 발포한다. 덮여있지 않은 부분과 비교하여 비유전율에 차이가 있으면, 본 발명의 효과가 발현된다.
따라서, 회전 전기기기의 경우, 슬롯으로 덮여 있는 부분에, 약간의 빈틈을 만들어, 가스 또는 액체를 침투시키고, 발포시켜도 상관없다. 적어도 코일 엔드부가 발포하여, 비유전율이 저하되고 있으면, 본 발명의 효과가 발현된다. 이 경우, 오히려, 슬롯 수용부가 발포됨으로써 슬롯과 절연전선과의 빈틈이 메워지고, 절연전선이 고정된다고 하는 다른 효과도 얻어진다.
본 발명에 있어서는, 도체상의 피막층이, 열경화성 수지(에나멜층)만의 경우, 상기 에나멜층을 길이방향 또는 둘레방향에서, 부분적으로 기포를 형성하고 비유전율을 다른 것으로 할 수도 있다.
구체적으로는, 일본공개특허공보 2011-238384호 공보에 기재된 바와 같이, 기포를 형성하는 방법으로서는, 에나멜 도료 중에 열가소성 수지를 혼합한 것을 베이킹하여 절연피막으로서 형성하여 이루어지는 절연전선에 대하여 가스를 침투시키고, 침투한 가스를 발포시키는 방법이 바람직하다.
열경화성 수지로서는, 본 발명의 취지를 해치지 않는 범위 내에서 여러 가지의 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리에스테르이미드, 폴리에테르이미드, 폴리이미드 히단토인 변성 폴리에스테르, 폴리아미드, 포르말, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리비닐포르말, 에폭시, 폴리 히단토인, 멜라민 수지, 페놀 수지, 우레아 수지, 폴리 벤조이미다졸 등을 사용할 수 있다. 그 중에서도 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리 벤조이미다졸 등의 수지가 내열성과 가요성의 점에서, 바람직하다. 또, 이들은 1종을 단독으로 사용해도 좋고, 또, 2종 이상을 혼합하여 사용해도 좋다.
이 용도로 사용할 수 있는 열가소성 수지로서는 용매에 용해시키는 것이 가능하면 좋고, 비정성의 열가소성 수지가 용해되기 쉬워 작업성이 좋기 때문에 바람직하다. 본 발명에 있어서, 비정성 열가소성 수지란, 예를 들면, 아크릴 수지, 노보넨 수지, 시클로 올레핀계 수지, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 폴리에테르 설폰, 폴리에테르이미드, 폴리에테르 설폰, 폴리페닐 설폰, 폴리설폰, 폴리아릴레이트, 열가소성 폴리이미드 등을 말한다. 비정성 열가소성 수지 중에서도, 특히, 폴리에테르이미드, 폴리카보네이트, 폴리에테르 설폰, 폴리페닐 설폰, 폴리설폰, 폴리아릴레이트 등이 바람직하다. 비정성 열가소성 수지를 이용함으로써 용제에 용해시키는 것이 용이하게 된다. 또 이들의 수지는 열경화성 수지의 그물코 구조 내에서, 미분산할 수 있어, 미세한 기공을 형성할 수 있다. 또, 이들은 1종을 단독으로 사용해도 좋고, 또, 2종 이상을 혼합하여 사용하도록 해도 좋다.
열가소성 수지가 용제에 용해되지 않는 경우에 있어서도, 에나멜 도료 중에 분체의 열가소성 수지를 분산시켜 이루어지는 도료를 도포 베이킹하여 형성된 절연전선을 이용하여 기포를 포함하게 해도 좋다. 분체는 구 형상·부정형 등 피막의 외관을 해치지 않는 범위에서 어떤 형태라도 좋다. 전기적인 특성이 높기 때문에 구 형상이 보다 바람직하다.
열경화성 수지의 용제를 포함하지 않는 수지성분의 질량을 A, 상기 열가소성 수지의 질량을 B로 했을 때, A/B가 10/90∼90/10인 것이 바람직하다. 더 바람직하게는, A/B가 30/70∼70/30이며, 특히 바람직하게는, A/B가 40/60∼60/40이다. 열경화성 수지성분이 많으면 내열성에 있어서 우수한 경향이지만, 발포배율을 높이기 어려워, 비유전율의 저감량은 적게 되는 경향이 있다. 또, 열가소성 수지성분이 많으면 발포배율을 높이기 쉬워, 비유전율의 저감량은 많아지지만, 내열성에 있어서는 낮아지는 경향이 있기 때문에, 필요에 따라 배합비를 선택하면 좋다.
한편, 상기의 열경화성 수지로 이루어지는 피막층 상에, 열가소성 수지층을 형성해도 좋다.
(발포핵제에 따른 발포)
또 본 발명의 다른 형태로서는, 절연전선의 제조 프로세스에 있어서, 절연피막에 발포핵제를 함유시켜 두는 방법이 있다. 구체적으로는 자외선, 전자선, 열 등으로 분해하여 가스를 발생시키는 성분을 절연피막수지에 함유시켜 두고, 절연피막의 비유전율을 낮추고 싶은 부분에만 나중에, 자외선, 전자선, 열 등을 주는 것으로, 소정의 개소를 발포시킴으로써 비유전율의 저감을 실현하는 것이 가능하다.
절연전선의 수지가 발포되었는지 어떤지는, 예를 들면, 주사형 전자현미경이나 광학 현미경에 의해, 두께 방향, 샘플 면적의 세로 방향, 횡 방향 중의 어느 하나로 절단된 단면에서, 단면 사진을 관찰했을 때에, 기포 셀을 확인할 수 있으면, 발포된 것을 판정할 수 있고, 또 간접적으로는 부피밀도의 저하로 확인 가능하다.
발포된 부분의 수지의 부피밀도가 저하된다. 이 부피밀도 변화의 관계로부터, 발포배율이 산출된다.
구체적으로는, 발포배율은, 이하의 식으로 구할 수 있다.
발포배율=발포 전 수지의 부피밀도/발포 후 수지의 부피밀도
발포배율은, 바람직하게는, 1.2∼5.0이고, 보다 바람직하게는 1.2∼2.0이며, 더 바람직하게는 1.3∼1.8이다.
이 발포배율이 클수록, 발포 부분의 비유전율이 저하된다.
(부피밀도의 측정)
여기서, 상기의 발포배율을 구하기 위한 부피밀도는 하기와 같이 하여 측정할 수 있다.
JIS-K-7112(1999) 「플라스틱-비발포 플라스틱의 밀도 및 비중의 측정 방법」의 A법(수중 치환법)에 준거하여 구한다.
구체적으로는, 예를 들면, 메틀러사 제 전자 천칭 SX64에 부속의 밀도 측정 킷을 이용하고 침지액은 메탄올을 사용한다. 절연전선의 압출 피복수지의 발포한 부분인 코일 엔드부인 U자 형상 부분 및 발포되어 있지 않은 슬롯 수용부를 각각 벗겨 취하여, 각 시험편으로 하고, 상기 각 시험편의 밀도를 하기 계산식으로부터 산출한다.
시험편의 밀도ρS,t=(mS,A×ρIL)/(mS,A-ms,IL)
여기서, mS,A는, 공기 중에서 측정한 시험편의 질량(g)이고, ms,IL은, 침지액 중에서 측정한 시험편의 질량(g)이며, ρIL 은 침지액의 밀도(g/㎤)이다.
(비유전율의 측정)
한편, 본 발명에서 특정하는 비유전율은 하기와 같이 하여, 절연층의 정전용량을 측정하고, 얻어진 정전용량으로부터 산출하여 구할 수 있다.
구체적으로는, 절연전선의 최표면 피막의 전체 둘레에 금속 전극을 증착하고, 도체와 금속 전극 사이의 정전용량을 측정하여, 전극 길이와 절연피막 후의 관계로부터 비유전율을 산출한다. 여기서, 절연층의 정전용량은, 시판의 LCR 미터, 예를 들면, LCR 하이 테스터(히오키덴키 가부시키가이샤(日置電機株式社)제, 형식 3532-50)를 이용하여, 25℃, 100㎐로 측정한다.
도체 형상이 사각형의 절연전선에서는, 둘레방향에서 4면 있는 평평한 면(절연피막)이 있는 한 면에 있어서, 면 내의 절연피막을 국소적으로 박리하고, 금속전극을 증착하면, 부분적인 비유전율의 측정도 가능하다.
본 발명의 절연전선은, 동일 피막층의 길이방향 또는 둘레방향에서, 비유전율이 다른 부분을 가진다. 비유전율이 높은 부분의 비유전율을 100으로 했을 때, 비유전율이 낮은 부분의 유전율은 90 이하가 바람직하고, 80 이하가 보다 바람직하며, 75 이하가 더 바람직하다. 한편, 비유전율의 낮은 부분의 비유전율의 하한은, 20 이상이 현실적이다.
이 때문에, 발포에 의한 부피밀도 저하에 의한 비유전율 저하율〔(발포 전의 비유전율-발포 후의 비유전율)×100/발포 전의 비유전율〕은, 10% 이상이 바람직하고, 20% 이상이 보다 바람직하며, 25% 이상이 더 바람직하다. 또, 비유전율 저하율의 상한은, 80% 이하가 현실적이다.
예를 들면, 폴리페닐렌 설파이드(PPS)(DIC사 제, 상품명：FZ-2100)에서는, 부피밀도로 산출되는 발포배율이, 1.5이면, 상기 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 자신의 비유전율이 3.3인 것에 대해, 27∼28% 저하하고, 발포 후의 비유전율은 2.4가 된다.
《회전 전기기기 및 그의 제조방법》
본 발명의 절연전선은, 각종 전기기기, 전자기기에 사용할 수 있다. 특히, 본 발명의 절연전선은 코일 가공하여 모터나 트랜스 등에 이용되어, 고성능의 전기기기를 구성할 수 있다. 그 중에서도 HV(하이브리드 카)나 EV(전기 자동차)의 구동 모터용 코일로서 적합하게 이용된다.
이 중, 모터와 같은 회전 전기기기로 사용하는 경우, 절연전선을 도 2에 나타내는 바와 같이 절단하여 U자 형상 등으로 턴 가공하고, 복수의 U자 형상의 절연전선의 U자 형상의 2개의 말단인 개방 단부(b2(11b2))를 서로 다르게 접속하여, 코일로 하며, 스테이터 코어의 슬롯(22)에 수납된다. 한편, 이때, 개방 단부(b2(11b2))의 접속은, 접속하고 나서 슬롯(22)에 수납하는 방법 1과, 접속하지 않고 모든 절연전선 분할 세그먼트(11)를 슬롯(22)에 수납한 후에, 접어 구부려 가공하여 접속하는 방법 2가 있다. 본 발명에서는, 이 어느 방법이라도 상관없다.
U자 형상 등의 절연전선의 코일(절연전선 분할 세그먼트)(11)은, 도 2의 (a)에서 나타내는 바와 같이, 스테이터 코어(20)의 슬롯(22)에 수납되는 슬롯 수용부(a(11a))와, 수납되지 않고 슬롯(22)으로부터 돌출되는 코일 엔드부(b1, b2(11b1, 11b2))로 이루어지며, 이 직선부의 슬롯 수용부가 서로 다른 슬롯(22)에 넣어져, 코일 엔드부(b1, b2(11b1, 11b2))가 스테이터(100)의 상하 부분에서, 스테이터면으로부터 돌출된 상태로 배열된다.
따라서, 사용하는 절연전선을 약간 길게 절단하고, 미리, 슬롯(22)에 넣어지는 부분만을 불활성 가스 혹은 액체가 침투하지 않는 소재, 재료로 덮는 등 하여, 코일 엔드부(b1, b2(11b1, 11b2))로 하는 것이 예정되어 있는 부분만 노출로 하고, 이 코일 엔드부(b1, b2(11b1, 11b2))만 불활성 가스 혹은 액체를 침투시켜 발포하거나, 또는, 가공된 절연전선인 코일(11)을 스테이터(100)의 슬롯(22)에 넣어진 상태에서, 스테이터(100)마다 불활성 가스 분위기하에 보존하여, 스테이터(100)의 슬롯(22)으로부터 돌출된 부분에만, 불활성 가스 혹은 액체를 침투시켜, 코일 엔드부(b1, b2(11b1, 11b2))만 발포할 수 있다.
이때, 상기의 방법 1에서는, 발포된 후에, 절연전선 분할 세그먼트(11)의 개방 단부를, 접어 구부려 가공하고 다른 절연 분할 세그먼트 사이에서 접속한다.
본 발명의 회전 전기기기의 제조에 있어서, 코일 엔드부(b1, b2(11b1, 11b2))를 발포시킴으로써, 절연전선, 이것을 가공한 코일의 특정 부분의 절연재료의 비유전율을 저하시킨다.
즉, 본 발명의 회전 전기기기의 제조방법은, 상기와 같이, 도체의 주위가 적어도 1층의 절연재료로 피복된 절연전선을 이용한 회전 전기기기의 제조방법으로서,
상기 절연전선이 코일로 가공되고, 상기 코일이, 코일을 넣은 스테이터 코어의 슬롯에 수납되는 슬롯 수용부와 스테이터 코어의 슬롯에 수납되지 않은 코일 엔드부로 이루어지며,
상기 스테이터 코어의 슬롯에 상기 코일을 넣고, 상기 코일을 고정하는 공정 혹은 이 이후의 회전 전기기기를 조립하는 공정 중의 어느 하나로, 상기 코일 엔드부의 절연재료의 비유전율을 저하시키는 제조방법이며, 바람직하게는, 상기와 같이, 코일 엔드부의 절연재료를 발포시킨다.
실시예
이하에, 본 발명을 실시예에 기초하여, 더 상세하게 설명하지만, 이것은 본 발명을 제한하는 것은 아니다.
실시예 1
(기포를 함유하지 않은 절연전선의 제작)
이하와 같이 하여, 절연전선을 제작했다.
단면 원형(φ0.5㎜)의 도체(산소 함유량 15ppm의 구리)를 이용하여, 상기 도체 상에 압출 피복수지층을 형성했다.
압출기의 스크류는, 30㎜ 풀 플라이트, L/D=20, 압축비 3을 이용했다. 열가소성 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)(테이진사 제, 상품명：PET 수지 TR-8550T, 비유전율 3.2)를 이용하여, 압출 피복수지층 단면의 외형의 형상이 도체의 형상과 닮은꼴이 되도록, 압출 다이를 이용하여 PET의 압출 피복을 행하고, 도체의 외측에, 두께가 32㎛의 압출 피복수지층을 형성하여, PET 압출 피복선으로 이루어지는 절연전선을 얻었다.
(발포시킨 절연전선의 제작)
상기와 같이 하여 제작된 절연전선을, 도 7에 나타내는 바와 같이, 폭 100㎜, 두께 0.05㎜의 알루미늄으로 이루어지는 마스크로 절연전선의 주위를 덮었다.
이와 같이 하고, 부분적으로 마스크 된 절연전선을, 탄산가스가 충전된 고압 용기에, 1.7MPa의 압력하, 온도 -30℃의 조건에서, 42시간 보관하고, 마스크 되어 있지 않은 부분의 피막수지 중에 탄산가스를 침투시켰다.
그 후, 고압 용기로부터, 절연전선을 꺼내, 온도 200℃의 조건에서 1분간 가열하고, 마스크 되어 있지 않은 부분의 피막수지를 발포시켰다. 발포 후의 PET 압출 피복수지층의 두께는 39㎛였다.
마스크 되어 있지 않은 부분의 피막수지와 마스크 된 피막수지를 각각 벗겨, 주사형 전자현미경에 의해, 두께 방향, 샘플 면적의 세로 방향, 횡 방향의 3종의 방향으로 절단한 단면에 있어서, 단면 사진을 관찰하여, 마스크 되어 있지 않은 부분의 피막층에서는, 어느 단면에서도, 기포 셀을 확인했다. 여기서, 기포의 형상은 구 형상 이었다. 한편, 마스크 된 부분의 피막층에서는, 기포 셀은 확인할 수 없었다.
(부피밀도의 측정)
JIS-K-7112(1999) 「플라스틱-비발포 플라스틱의 밀도 및 비중의 측정 방법」의 A법(수중 치환법)에 준거하여 구했다.
메틀러사 제 전자 천칭 SX64에 부속의 밀도 측정 킷을 이용하고, 침지액은 메탄올을 사용했다. 절연전선의 압출 피복수지의 발포된 부분인 마스크 되어 있지 않은 피막수지 부분 및 발포되어 있지 않은 마스크 된 피막수지 부분을 각각 벗겨 취하여, 각 시험편으로 하고, 상기 각 시험편의 밀도를 하기 계산식으로부터 산출했다.
시험편의 밀도ρS,t=(mS,A×ρIL)/(mS,A-ms,IL)
여기서, mS,A는, 공기 중에서 측정한 시험편의 질량(g)이고, ms,IL은, 침지액 중에서 측정한 시험편의 질량(g)이며, ρIL은, 침지액의 밀도(g/㎤)이다.
(발포배율의 측정)
마스크 되어 있지 않은 부분의 발포 전후의 피막수지의 부피밀도를 상기의 방법으로 측정했다. 마스크 된 부분인 발포 전 피막수지의 부피밀도를 발포 후의 같은 부분의 피막수지의 부피밀도로 나누고, 발포배율을 구했다.
이 결과, 발포배율은, 1.6이었다.
(비유전율의 측정)
발포되어 있지 않은 마스크 된 부분과 발포된 마스크 되어 있지 않은 부분의 피막층 수지의 비유전율을 각각, 이하와 같이 하여 측정했다. 이 결과, 마스크 된 부분의 피막수지의 비유전율은 3.3이고, 마스크 되어 있지 않은 부분의 피막수지의 비유전율은 2.4였다.
비유전율은, 절연층의 정전용량으로부터 산출했다. 즉, 절연전선의 최표면 피막의 전체 둘레에 금속 전극을 증착하고, 도체와 금속 전극 사이의 정전용량을 측정하여, 전극 길이와 절연피막 두께의 관계로부터 비유전율을 산출했다. 여기서, 절연층의 정전용량은 LCR 하이 테스터(히오키덴키 가부시키가이샤제, 형식 3532-50)를 이용하고, 25℃, 100㎐로 측정했다.
이와 같이 하여 부분적으로 발포된 절연전선의 내구성으로서, 부분방전 개시전압을 평가했다.
(부분방전 개시전압)
부분방전 개시전압의 측정은, 기쿠스이 덴시고교(菊水電子工業社)사 제의 부분방전 시험기 「KPD2050」(상품명)를 이용했다. 부분방전 개시전압은, 2개의 절연전선의 발포된 부분을 트위스트 형상으로 서로 꼬아, 이 2개의 도체 사이에 50㎐ 정현파의 교류 전압을 더하고, 승압 속도 50V/초로 승압하여, 10pC의 부분방전이 발생한 시점의 전압을 읽어냈다. 한편, 측정 온도 25℃에서 행하였다.
이 결과, 10pC의 부분방전이 발생한 전압은 0.940㎸ 였다.
여기서, 마스크로 덮여있지 않은 부분은, 국제 공개 제 2011/118717호 팜플렛에 기재된 실시예 12와 동등의 결과인 것을 확인했다.
비교예 1
실시예 1에 있어서, 발포시키기 전의 절연전선을 비교예 1로 했다.
실시예 1과 마찬가지로 하고 비유전율을 측정했다.
이 결과, 발포 전의 피막수지의 비유전율은, 3.2였다.
또, 2개의 절연전선의 미발포 부분을 트위스트 형상으로 서로 꼰 시험편을 제작하고, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 방전 전하량이 10pC일 때의 전압(실효치)을 측정했다.
이 결과, 10pC의 부분방전이 발생한 전압은 0.700㎸였다.
실시예 2
(기포를 함유하지 않은 절연전선의 제작)
이하와 같이 하여, 절연전선을 제작했다.
단면 원형(φ1.0㎜)의 도체(산소 함유량 15ppm의 구리)를 이용하여, 상기 도체 상에 압출 피복수지층을 형성했다.
압출기의 스크류는, 30㎜ 풀 플라이트, L/D=20, 압축비 3을 이용했다. 열가소성 수지는 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)(테이진사 제, 상품명：테오넥스　TN8065S, 비유전율 3.0)를 이용하고, 압출 피복수지층 단면의 외형의 형상이 도체의 형상과 닮은꼴이 되도록, 압출 다이를 이용하여 PEN의 압출 피복을 행하고, 도체의 외측에, 두께가 100㎛의 압출 피복수지층을 형성하여, PEN 압출 피복선으로 이루어지는 절연전선을 얻었다.
(발포시킨 절연전선의 제작)
상기와 같이 하여 제작된 절연전선을, 도 7에 나타내는 바와 같이, 폭 100㎜, 두께 0.2㎜의 폴리이미드로 이루어지는 필름 형상의 마스크로 절연전선의 주위를 10주분 중첩하여 덮었다.
이와 같이 하여, 부분적으로 마스크 된 절연전선을, 탄산가스가 충전된 고압 용기에, 1.7MPa의 압력하, 온도 -25℃의 조건에서, 168시간 보관하고, 피막수지 중에 탄산가스를 침투시켰다.
그 후, 고압 용기로부터, 절연전선을 꺼내, 온도 100℃의 조건에서 1분간 가열하고, 피막수지를 발포시켰다. 마스크로 덮지 않은 부분의 발포 후의 PET 압출 피복수지층의 두께는 142㎛였다. 마스크로 덮은 부분은, 132㎛였다.
마스크 되어 있지 않은 부분의 피막수지와 마스크 된 피막수지를 각각 벗겨, 주사형 전자현미경에 의해, 두께 방향, 샘플 면적의 세로 방향, 횡 방향의 3종의 방향으로 절단한 단면에 있어서, 단면 사진을 관찰하여, 마스크 되어 있지 않은 부분의 피막층, 마스크 된 부분의 피막층 모두, 어느 단면에서도, 기포 셀을 확인했다. 여기서, 기포의 형상은 구 형상 이었다.
(부피밀도의 측정)
절연전선의 압출 피복수지의 마스크 되어 있지 않은 피막수지 부분 및 마스크 된 부분의 절연전선의 피막수지 부분을 각각 벗겨 취하여, 각 시험편으로 하고, 실시예 1과 마찬가지로 밀도를 산출했다.
(발포배율의 측정)
발포 전의 절연전선의 피막수지 부분도 마찬가지로 밀도를 산출하고, 발포 전의 피막수지의 부피밀도를 발포 후의 피막수지의 부피밀도로 나누어, 발포배율을 구했다.
이 결과, 마스크 되지 않은 부분의 발포배율은, 3.0이었다. 또, 마스크 된 부분의 발포배율은, 1.4였다.
(비유전율의 측정)
마스크 된 부분과 마스크 되어 있지 않은 부분의 피막층 수지의 비유전율을 각각, 실시예 1과 마찬가지로 하여 측정했다. 이 결과, 마스크 된 부분의 피막수지의 비유전율은 2.4이며, 마스크 되어 있지 않은 부분의 피막수지의 비유전율은 1.6이었다.
(부분방전 개시전압)
마스크 된 부분과 마스크 되어 있지 않은 부분에 대하여, 각각 2개를 트위스트 형상으로 서로 꼬아 시험편을 제작하고, 실시예 1과 마찬가지로 부분방전 개시전압을 측정했다.
이 결과, 마스크 되지 않은 부분은 1.75㎸였다. 또, 마스크 된 부분은, 1.45㎸였다.
여기서, 마스크로 덮지 않은 부분은, 국제 공개 제 2011/118717호 팜플렛에 기재된 실시예 3과 동등의 결과인 것을 확인했다.
비교예 2
실시예 2에 있어서, 발포시키기 전의 절연전선을 비교예 2로 했다.
실시예 2와 마찬가지로 하여 비유전율을 측정했다.
이 결과, 발포 전의 피막수지의 비유전율은, 3.0이었다.
또, 발포 전의 2개의 절연전선을 트위스트 형상으로 서로 꼰 시험편을 제작하고, 실시예 2와 마찬가지로 하여, 부분방전 개시전압을 측정했다.
이 결과, 1.10㎸였다.
실시예 3
(기포를 함유하지 않은 절연전선의 제작)
이하와 같이 하여, 절연전선을 제작했다.
단면 사각형(장변 3.2㎜×단변 2.4㎜로, 네 귀퉁이의 모따기의 곡률반경 r=0.3㎜)의 평각 도체(산소 함유량 15ppm의 구리)를 이용하여 상기 도체 상에, 에나멜 베이킹층을 형성했다.
에나멜 베이킹층의 형성은, 도체와 닮은꼴의 다이스를 사용하고, 폴리아미드이미드 수지(PAI) 바니스(히타치카세이사 제, 상품명：HI406)를 도체에 코팅하여, 450℃로 설정한 노 길이 8m의 베이킹로 내를, 베이킹 시간 15초가 되는 속도로 통과시키고, 이것을 몇 차례 반복함으로써, 두께 40㎛의 에나멜 베이킹층을 형성하여, 에나멜선을 얻었다.
얻어진 에나멜선을 심선으로 하고, 이하와 같이 하여, 압출 피복수지층을 형성했다.
압출기의 스크류는, 30㎜ 풀 플라이트, L/D=20, 압축비 3을 이용했다. 열가소성 수지는 폴리페닐렌 설파이드(PPS)(DIC사 제, 상품명：FZ-2100, 비유전율 3.3)를 이용하고 압출 피복수지층 단면의 외형의 형상이 도체의 형상과 닮은꼴이 되도록, 압출 다이를 이용하여 PPS의 압출 피복을 실시하고, 에나멜 베이킹층의 외측에, 두께가 41㎛의 압출 피복수지층을 형성하여, PPS 압출 피복 에나멜선으로 이루어지는 절연전선을 얻었다.
(피막층의 길이방향으로 비유전율이 다른 부분을 가지는 절연전선의 제작)
상기와 같이 하여 제작한 절연전선을, 회전 전기기기로 사용하는 스테이터의 슬롯에 넣기 위해, 절단 및 U자 형상으로 가공하고, 도 2와 같이, 스테이터의 각 슬롯에 수납하여, 최종적으로, 도 5와 같이 모든 슬롯에 U자 형상의 코일 가공한 절연전선(코일)을 장착했다.
삽입된 U자 형상 코일의 2개의 말단 부분을, 각각의 슬롯으로부터의 출구 근방에서 접어 구부려 가공하고, 다른 코일 사이에서 이 말단 부분을 용접하여, 슬롯을 옆에서 보아 도 6의 (b)와 같이 배선했다. 여기서, 도 6의 (a)는, 슬롯에 넣어진 코일의 U자 형상 부분이다.
이와 같이 하여 제작된 코일이 장착된 스테이터를, 탄산가스가 충전된 고압 용기에, 1.2MPa의 압력하, 온도 -32℃의 조건에서, 24시간 보관하고, 코일 엔드부의 피막수지 중에 탄산가스를 침투시켰다.
그 후, 고압 용기로부터, 스테이터를 꺼내, 온도 200℃의 조건에서 1분간 가열하여, 코일 엔드부의 피막수지를 발포시켰다. 발포 후의 PPS 압출 피복수지층의 두께는 45㎛였다.
슬롯 수용부의 피막층의 수지와 코일 엔드부인 U자 형상 부분의 피막층의 수지를 각각 벗겨, 주사형 전자현미경에 의해, 두께 방향, 샘플 면적의 세로 방향, 횡 방향의 3종의 방향으로 절단한 단면에 있어서, 단면 사진을 관찰하여, 코일 엔드부인 U자 형상 부분의 피막층에서는, 어느 단면에서도, 기포 셀을 확인했다. 여기서, 기포의 형상은 구 형상 이었다.
(부피밀도의 측정)
절연전선의 압출 피복수지의 발포된 부분인 코일 엔드부인 U자 형상 부분 및 발포되어 있지 않은 슬롯 수용부를 각각 벗겨 취하고, 각 시험편으로 하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여 구했다.
(발포배율의 측정)
코일 엔드부인 U자 형상 부분의 발포 전후에서의 피막층의 수지의 부피밀도를 상기의 방법으로 측정했다. 발포 전 코일 엔드부의 U자 형상 부분의 피막수지의 부피밀도를 발포 후의 같은 부분의 피막수지의 부피밀도로 나누어, 발포배율을 구했다.
이 결과, 발포배율은, 1.5였다.
(비유전율의 측정)
발포되어 있지 않은 슬롯 수용부와 발포된 코일 엔드부인 U자 형상 부분의 피막층의 수지의 비유전율을 각각, 실시예 1과 마찬가지로 하여 측정했다. 이 결과, 슬롯 수용부의 피막수지의 비유전율은 3.3이며, 발포 전의 수지와 같은 비유전율이었다. 한편, 발포된 코일 엔드부의 피막수지의 비유전율은 2.4였다.
비교예 3
실시예 3에 있어서 제작된 발포 전의 절연전선을 비교예 3으로 했다.
실시예 3과 마찬가지로 하고, 실시예 3에서 측정한 부분의 비유전율을 실시예 3과 마찬가지로 하여 측정했다.
이 결과, 슬롯 수용부의 피막수지 및 코일 엔드부의 피막수지의 비유전율은, 모두 3.3이었다.
실시예 3에서도, 발포되어 있지 않은 부분의 비유전율과 비교하여, 발포된 부분의 비유전율이 저하되어 있기 때문에, 10pC의 부분방전이 발생하는 전압은, 발포 전과 비교하여 높아지고, 내구성이 우수한 것이 시사된다.
실시예 1, 2 및 3과 대응하는 비교예 1, 2 및 3의 비교로부터 분명한 바와 같이, 발포시킴으로써, 내구성이 크게 향상되고, 게다가, 실시예 1, 2 및 3에서 제작한 제조방법에서도 분명한 바와 같이, 복잡한 공정을 거치지 않고, 간편하고 비용적으로도 염가로, 내구성이 우수한 절연전선, 회전 전기기기를 얻을 수 있었다.
본 발명을 그 실시 형태와 함께 설명했지만, 우리는 특히 지정하지 않는 한 우리의 발명을 설명의 어느 세부에 있어서도 한정하려 하지 않고, 첨부의 청구의 범위에 나타낸 발명의 정신과 범위에 반하지 않고 폭넓게 해석되는 것이 당연하다고 생각한다.
본원은, 2014년 1월 22일에 일본에서 특허 출원된 일본 특허출원 2014-009913에 기초하는 우선권을 주장하는 것이며, 이것은 여기에 참조하여 그 내용을 본 명세서의 기재의 일부로서 취한다.
10: 절연전선
1: 도체
2: 제1의 피막층(에나멜층)
3: 제2의 피막층(압출 피복수지층)
3': 발포된 제2의 피막층(발포된 압출 피복수지층)
pf: 발포 부분
pnf: 비발포 부분
11: 코일(절연전선 분할 세그먼트)
a: 슬롯 수용부(슬롯 직선부)
b1: 코일 엔드부의 U자 형상 턴부
b2: 코일 엔드부의 개방 단부
11α: 제1의 코일(제1의 절연전선 분할 세그먼트)
11β: 제2의 코일(제2의 절연전선 분할 세그먼트)
100: 스테이터
20: 스테이터 코어
21: 티스(teeth)
22: 슬롯
M: 마스크

Claims (15)

  1. 도체의 주위가 적어도 1층의 절연재료로 피복된 절연전선으로서, 동일 피막층의 길이방향 또는 둘레방향에서, 비유전율이 다른 부분을 가지는 것을 특징으로 하는 절연전선.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연재료가 수지이며, 상기 비유전율이 다른 부분의 비유전율이, 상기 수지재료의 비유전율보다 낮은 것을 특징으로 하는 절연전선.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 피막층의 부피밀도의 차이로, 상기 피막층의 비유전율이 다른 것을 특징으로 하는 절연전선.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 피막층이 기포를 포함함으로써, 상기 비유전율이 다른 것을 특징으로 하는 절연전선.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 동일 피막층의 길이방향 또는 둘레방향에서, 상기 비유전율이 다른 부분이 발포되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 절연전선.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 비유전율이 다른 부분을 가지는 피복층을 구성하는 절연재료가 적어도 폴리페닐렌설파이드, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르설폰, 폴리에테르이미드, 폴리이미드 및 폴리아미드이미드로부터 선택되는 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 절연전선.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 도체의 단면 형상이 원형 또는 사각형인 것을 특징으로 하는 절연전선.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 기재된 절연전선을 이용하여 이루어진 것을 특징으로 하는 회전 전기기기(rotating electrical machine).
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 절연전선이 권선 가공되어 코일로 가공되고, 상기 코일이 코일을 넣는 스테이터 코어(stator core)의 슬롯에 수납되는 슬롯 수용부와 스테이터 코어의 슬롯에 수납되지 않은 코일 엔드부(coil end part)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전 전기기기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 코일에 있어서, 스테이터 코어의 슬롯에 수납되어 있지 않은 절연전선 피막의 상기 코일 엔드부의 비유전율이, 스테이터 코어의 슬롯에 수납되어 있는 절연전선 피막의 상기 슬롯 수용부의 비유전율보다 낮은 것을 특징으로 하는 회전 전기기기.
  11. 도체의 주위가 적어도 1층의 절연재료로 피복된 절연전선의 제조방법으로서,
    상기 절연전선이, 동일 피막층의 길이방향 또는 둘레방향에서, 비유전율이 다른 부분을 가지는 절연전선이며,
    상기 절연재료를 발포시킴으로써, 상기 비유전율이 다른 부분을 형성하는 것을 특징으로 하는 절연전선의 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 절연재료로 피복된 절연재료가 발포되어 있지 않은 절연전선을 제조한 후에, 상기 절연재료를 발포시키는 것을 특징으로 하는 절연전선의 제조방법.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 발포가, 절연재료를 기체 또는 액체에 침투시킨 후, 발포시키는 방법으로서, 상기 절연재료를 고체이면서 발포 공정시의 가열 온도에서도 변형되지 않는 재료로 덮고, 덮여있지 않은 부분은, 덮여 있는 부분보다 비유전율이 낮은 것을 특징으로 하는 절연전선의 제조방법.
  14. 도체의 주위가 적어도 1층의 절연재료로 피복된 절연전선을 이용한 회전 전기기기의 제조방법으로서,
    상기 절연전선이 코일로 가공되고, 상기 코일이, 코일을 넣는 스테이터 코어의 슬롯에 수납되는 슬롯 수용부와 스테이터 코어의 슬롯에 수납되지 않은 코일 엔드부로 이루어지며,
    상기 스테이터 코어의 슬롯에 상기 코일을 넣고, 상기 코일을 고정하는 공정 혹은 이 이후의 회전 전기기기를 조립하는 공정 중의 어느 하나로, 상기 코일 엔드부의 절연재료의 비유전율을 저하시키는 것을 특징으로 하는 회전 전기기기의 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    스테이터 코어의 슬롯에 수납되어 있지 않은 상기 코일 엔드부의 절연재료를 발포시키는 것을 특징으로 하는 회전 전기기기의 제조방법.
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