KR20200096515A - 집합 도선, 분할 도체, 이것을 이용한 세그먼트 코일 및 모터 - Google Patents

집합 도선, 분할 도체, 이것을 이용한 세그먼트 코일 및 모터 Download PDF

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KR20200096515A
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케이이치 토미자와
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후루카와 덴키 고교 가부시키가이샤
후루카와 마그넷트 와이야 가부시키가이샤
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Abstract

집합 도선(10)은, 단면이 대략 직사각형이고, 복수의 소선(7)이 집합해서 형성된다. 소선(7)은, 각각, 도체부(11)와, 도체부(11)를 피복하는 소선 절연층(13)을 가진다. 소선 절연층(13)은, Tg－DTA에서의 50% 중량 감소가, 300℃∼500℃인 수지를 적어도 1종 포함하는 것이 바람직하다. 소선 절연층(13)에는, 입자가 포함되어 있다. 입자는, 체적 저항률 1×106Ω·cm 이상의 입자이고, 예를 들면, 실리카, 타이타니아, 알루미나, 질화 알루미늄, 산화 마그네슘, 질화 규소, 탄화 규소 등의 무기물이나, 실리콘 등의 수지가 적용 가능하다.

Description

집합 도선, 분할 도체, 이것을 이용한 세그먼트 코일 및 모터
본 발명은, 예를 들면 모터용의 세그먼트 코일에 이용 가능한 집합 도선 등에 관한 것이다.
예를 들면, 차량탑재용(車搭用) 모터의 고정자(스테이터)에 사용되는 권선으로서는, 종래는 단면이 환형((丸型)인 에나멜선이 사용되고 있었다. 그러나, 근래에는 점적율을 높이기 위해서 직사각형(矩形) 단면의 평각 권선이 사용되도록 되어지고 있다. 또, 종래는 고정자의 코어에 권선을 감아 가는 제조 방법이 취해지는 경우가 많았지만, 평각 권선의 채용에 수반하여, 권선을 짧은(短尺) 세그먼트 코일로서 구성하고, 고정자에 조립한 후에 세그먼트 코일의 단부끼리를 용접해서 이어감으로써, 코일을 형성하는 방법이 취해지도록 되어지고 있다.
그런데, 평각 권선은 코일 1개당의 단면적이 크기 때문에, 모터 회전수가 커지고 주파수가 커진 경우에는, 와전류(Eddy current)의 발생에 의해 권선 손실이 커진다는 문제가 있다.
이것에 대해, 복수의 도선을 일체화한 분할 도체가 제안되어 있다. 즉, 세그먼트 코일로서, 복수의 도선에 의해서 구성된 분할 도체를 이용함으로써, 와전류의 영향을 억제할 수 있다.
분할 도체는, 예를 들면, 표면에 산화 피막 등의 절연층을 가지는 소선을 복수 묶어서 일체화하고, 단면이 대략 직사각형으로 성형된다. 이와 같은 분할 도체에 의하면, 고정자의 슬롯에 대한 도체의 충전 효율을 높일 수 있음과 동시에, 각 소선이 산화 피막에 의해서 절연되어, 표면 효과 및 와전류에 의한 교류 저항의 증가를 억제할 수 있다.
이와 같은 분할 도체로서는, 예를 들면, 직사각형 모양의 도체 소선과, 도체 소선의 외주에 마련되는 피복층을 가지는 도체선이, 복수 일체화된 집합 도체가 있다(특허문헌 1).
또, 복수의 선모양 도체로 이루어지는 집합선과, 단선을 길이(長手) 방향으로 번갈아 접합해서, 고정자의 슬롯으로부터 노출되는 부위를 단선으로 구성한 코일이 있다(특허문헌 2).
일본공개특허공보 특개2007－227266호 일본공개특허공보 특개2013－39000호
도 7a는, 분할 도체를 구성하는 집합 도선(100)을 도시하는 단면도이다. 집합 도선(100)은, 복수의 소선(107)으로 이루어진다. 도시한 예에서는, 예를 들면 5개의 소선(107)에 의해서 1개의 집합 도선(100)이 구성된다. 각각의 소선(107)은, 도체부(111)와, 도체부(111)를 피복하는 소선 절연층(113)을 가진다. 집합 도선(100)은, 또, 외부 절연층(114)으로 모든 소선(107) 전체가 피복된다.
집합 도선(100)은, 적용되는 코일 사용시의 발열이나 사용 환경의 열에 의한 열 열화(劣化)를 억제할 필요가 있다. 소선 절연층(113)이 열 열화하고, 절연성이 저하하면, 분할 도체로 한 것에 의한 전류 손실 저감 효과가 작아진다. 이 때문에, 소선(107)의 도체부(111)끼리의 절연성을 확보하기 위해서, 소정 이상의 내열성이 필요하게 된다.
한편, 예를 들면 집합 도선(100)을 세그먼트 코일로서 사용하면, 단부끼리를 용접할 필요가 있다. 도 7b는, 집합 도선(100)끼리를 용접하는 상태를 도시하는 개념도이다. 용접시에는, 외부 절연층(114)은 제거된다. 여기서, 소선 절연층(113)은, 수지제이다. 따라서, 집합 도선(100)의 단부끼리를 용접하면, 용접했을 때, 접속부의 내부에 잔사(殘渣)(113a)가 혼입할 우려가 있다. 잔사(113a)는, 주로 소선 절연층(113)에서 유래하는 수지 찌꺼기(滓)나 그을음(煤)이다.
이와 같은 잔사(113a)가 존재하면, 접속부의 전기 저항이 높아질 우려가 있다. 또, 잔사(113a)가 존재하면, 그의 일부가 용접시의 열에 의해 기화하고, 용접부에 구멍(블로홀)을 발생시켜서, 그 결과 용접부의 강도가 저하하고, 접속부의 파단(破斷) 등의 우려가 있다. 또, 집합 도선(100)을 구부렸을 때 등에 있어서, 집합 도선(100)의 단부의 소선(107)이 뿔뿔이 흘어져 버려, 용접 작업이 곤란해질 우려도 있다. 이와 같은 잔사(113a)는, 특히, 소선 절연층(113)의 수지의 내열성이 높은 경우에 생기기 쉬워진다.
이것에 대해, 소선 절연층(113)으로서 굳이 열에 약한(내열성이 낮은) 수지를 이용함으로써, 용접시에 수지를 즉시 소실시킬 수 있다. 이 때문에, 수지 찌꺼기 등이 용접부에 혼입하기 어려워, 용접성 및 용접부의 품질은 양호해진다고 생각되지만, 전술한 바와 같이, 소선 절연층(113)의 열 열화의 우려가 있다.
본 발명은, 이와 같은 문제를 감안해서 이루어진 것으로, 높은 내열성을 가지고, 열 열화를 억제하는 것이 가능한 집합 도선 등을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위해서 제1의 발명은, 복수의 소선이 집합한 집합 도선으로서, 상기 소선은, 도체부와, 상기 도체부를 피복하는 소선 절연층을 가지고, 상기 소선 절연층에는, 체적 저항률 1×106Ω·cm 이상의 입자가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 집합 도선이다.
상기 입자의 평균 입자 지름은, 0.1∼10㎛인 것이 바람직하다.
상기 입자의 첨가량은, 상기 소선 절연층을 구성하는 수지에 대해서, 5∼60체적%인 것이 바람직하다.
상기 소선 절연층은, Tg－DTA에서의 50% 중량 감소가, 300℃∼500℃인 수지를 적어도 1종 포함하는 것이 바람직하다.
상기 소선 절연층의 두께가 0.5∼30㎛인 것이 바람직하다.
복수의 상기 소선은, 서로 합쳐꼬아져 있어도 좋다.
집합한 복수의 상기 소선의 길이 방향의 적어도 일부가, 직접 또는 다른 절연층을 거쳐서 열가소성 수지로 피복되고, 상기 열가소성 수지는, 결정성 수지로서, 또한 23℃에서의 굽힘 탄성률이 2000MPa 이상이라도 좋다.
상기 열가소성 수지는, 폴리에테르에테르케톤, 변성 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르케톤케톤, 폴리에테르케톤, 폴리에테르케톤에테르케톤케톤, 폴리페닐렌설파이드 및 열가소성 폴리이미드로 이루어지는 군에서 선택되어도 좋다.
제1의 발명에 의하면, 소선 절연층에 체적 저항률 1×106Ω·cm 이상의 입자가 포함되어 있기 때문에, 높은 절연 성능을 발휘할 수 있음과 동시에, 소선 절연층을 구성하는 수지의 절연성이 열화했다고 해도, 입자에 의해서, 절연 성능을 유지할 수 있다.
특히, 입자의 평균 입자 지름이 0.1㎛ 이상이면, 취급성이 우수하고, 충분한 절연 성능을 확보할 수 있다. 또, 입자의 평균 입자 지름이 10㎛ 이하이면, 수지의 신장 변형 등의 시에 박리가 생기기 어렵고, 가공성도 확보할 수 있다. 또, 소선 절연층의 두께를 억제할 수 있다.
또, 입자의 첨가량이, 소선 절연층을 구성하는 수지에 대해서, 5∼60체적%이면, 충분한 절연 성능과 수지의 가요성을 양립시킬 수 있다.
또, 소선 절연층의 수지의 Tg－DTA에서의 50% 중량 감소가, 300℃∼500℃이면, 용접시에 수지가 용이하게 소실하고, 수지 찌꺼기 등이 용접부에 혼입하는 것을 억제할 수 있다.
또, 소선 절연층의 두께가 0.5∼30㎛이면, 소선 절연층의 굽힘 가공성이 양호하고, 절연 성능도 확보할 수 있다.
또, 복수의 소선이 서로 합쳐 꼬아져 있으면, 소선의 뿔뿔이 흩어짐이 생기기 어렵다.
또, 소선 전체가 결정성 수지로서 23℃에서의 굽힘 탄성률이 2000MPa 이상인 열가소성 수지로 피복됨으로써, 굽힘 가공시의 손상이 없고, 절연 성능을 확보할 수 있다. 이 경우, 열가소성 수지는, 폴리에테르에테르케톤, 변성 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르케톤케톤, 폴리에테르케톤, 폴리에테르케톤에테르케톤케톤, 폴리페닐렌설파이드 및 열가소성 폴리이미드로 이루어지는 군에서 선택할 수 있다.
제2의 발명은, 제1의 발명에 관계된 집합 도선이 짧게(단척으로) 절단되어 있고, 집합 도선의 적어도 양단부에 있어서, 상기 열가소성 수지가 형성되지 않고 상기 소선이 노출되는 것을 특징으로 하는 분할 도체이다.
상기 분할 도체는, 길이 방향으로 상기 도체부를 잇는 접합부를 가지지 않고 일체로 형성되는 것이 바람직하다.
제2의 발명에 의하면, 양단부에 있어서 열가소성 수지가 마련되지 않기 때문에, 얻어진 분할 도체를 세그먼트 코일로서 사용했을 때에, 양단부의 용접부에 열가소성 수지에 의한 잔사 등이 생기는 일이 없다.
또, 분할 도체가, 길이 방향에 있어서 접합부를 가지지 않고 일체로 형성됨으로써, 복수 종류의 도선을 접합할 필요가 없다. 이 때문에, 분할 도체의 길이 방향에 접합부가 없고, 길이 방향의 전장(全長)에 걸쳐서 신뢰성이 높다. 또, 길이 방향으로 복수의 도선을 접합할 필요가 없기 때문에, 제조가 용이하다.
제3의 발명은, 발명에 관계된 집합 도선이 이용된 것을 특징으로 하는 세그먼트 코일 또는 모터이다.
제3의 발명에 의하면, 신뢰성이 우수한 세그먼트 코일 또는 모터를 얻을 수 있다.
본 발명에 의하면, 높은 내열성을 가지고, 열 열화를 억제하는 것이 가능한 집합 도선 등을 제공할 수 있다.
도 1a는 집합 도선(10)을 도시하는 단면도.
도 1b는 도 1a의 X부 확대도.
도 2는 고정자 코어(1)를 도시하는 부분 사시도.
도 3은 분할 도체(5)를 도시하는 평면도.
도 4a는 분할 도체(5)를 도시하는 단면도로서, 도 3의 A－A선 단면도.
도 4b는 분할 도체(5)를 도시하는 단면도로서, 도 3의 B－B선 단면도.
도 5는 슬롯(3)에 분할 도체(5)를 배치한 상태를 도시하는 개념도.
도 6은 단부(9)끼리를 용접한 상태를 도시하는 개념도.
도 7a는 종래의 집합 도선(100)을 도시하는 단면도.
도 7b는 집합 도선(100)의 단부끼리를 용접한 상태를 도시하는 개념도.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다. 도 1a는, 집합 도선(10)을 도시하는 단면도이다. 집합 도선(10)은, 단면이 대략 직사각형이고, 복수의 소선(7)이 집합해서 형성된다. 또한, 도시한 예에서는, 대략 중앙부에 하나와 그 주위에 4개의 소선이 배치되는 예에 대해서 설명하지만, 소선(7)의 개수 및 배치는 도시한 예에는 한정되지 않는다.
소선(7)은, 각각, 도체부(11)와, 도체부(11)를 피복하는 소선 절연층(13)을 가진다. 도체부(11)는, 예를 들면 구리(銅) 또는 동합금(銅合金)제이다.
소선 절연층(13)의 두께는 0.5∼30㎛인 것이 바람직하다. 소선 절연층(13)의 두께가 너무 얇으면, 절연 성능이 나빠지고, 소선 절연층(13)의 두께가 너무 두꺼우면, 소선 절연층(13)의 굽힘 가공성이 나빠지고, 도체부(11)의 점적율도 저하한다.
또, 집합한 복수의 소선(7)의 길이 방향의 적어도 일부는, 직접 또는 다른 절연층을 거쳐서 외부 절연층(14)으로 피복된다. 외부 절연층(14)은, 예를 들면 열가소성 수지이다. 열가소성 수지로서는, 결정성 수지로서, 또한 23℃에서의 굽힘 탄성률이 2000MPa 이상인 것이 바람직하다.
이와 같은 수지로서는, 폴리에테르에테르케톤, 변성 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르케톤케톤, 폴리에테르케톤, 폴리에테르케톤에테르케톤케톤, 폴리페닐렌설파이드 및 열가소성 폴리이미드로 이루어지는 군에서 선택할 수 있다. 이와 같이함으로써, 굽힘 가공성 및 내구성이 양호한 외부 절연층(14)를 얻을 수 있다.
도 1b는, 도 1a의 X부의 부분 확대도이다. 소선 절연층(13)을 구성하는 수지(12)에는, 입자(8)가 포함되어 있다. 수지(12)로서는, Tg－DTA에서의 50% 중량 감소가, 300℃∼500℃인 수지를 적어도 1종 포함하는 것이 바람직하다. 수지(12)로서는, 예를 들면, 폴리아마이드, 폴리우레탄, 에폭시, 폴리에스터, 나일론, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등이 적용된다.
입자(8)는, 체적 저항률 1×106Ω·cm 이상의 입자로서, 예를 들면, 실리카, 타이타니아, 알루미나, 질화 알루미늄, 산화 마그네슘, 질화 규소, 탄화 규소 등의 무기물이나, 폴리이미드(PI) 실리콘 등의 수지가 적용 가능하다. 또한, 입자의 체적 저항률은, JIS　C　2139：2008에 준거하여, 20℃에 있어서 측정된다. 입자(8)는, 소선 절연층(13)의 내열성과 절연성을 향상시킨다.
입자(8)의 평균 입자 지름은, 0.1∼10㎛이다. 입자(8)가 너무 작으면 취급성이 나쁘고, 절연 성능을 확보하는 것도 곤란해진다. 한편, 입자(8)의 사이즈가 너무 크면, 굽힘 특성이 악화되고, 또, 소선 절연층(13)의 두께가 두꺼워지기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 입자(8)의 사이즈는, JIS　Z　8824에 기초하여 입자를 평균으로 분산시킨 후, 레이저 회절법으로 얻어지는 입자 분포의 메디안 지름이다.
또한, 입자(8)의 첨가량은, 소선 절연층(13)을 구성하는 수지(12)에 대해서, 5∼60체적%인 것이 바람직하다. 입자(8)의 첨가량이 너무 적으면, 입자(8)를 첨가한 효과가 작고, 또, 입자(8)의 첨가량이 너무 많으면, 수지(12)의 체적이 너무 적어져서, 구부렸을 때에 소선 절연층(13)의 균열이 생기기 쉬워진다.
다음에, 집합 도선(10)이 이용된 세그먼트 코일에 대해서 설명한다. 세그먼트 코일은, 예를 들면 차량탑재용 모터에 사용된다. 도 2는, 모터에 사용되는 고정자 코어(1)를 도시하는 부분 사시도이다. 고정자 코어(1)는, 대략 원통형(圓筒形)이고, 예를 들면, 전자(電磁) 강판이 적층되어 형성된다. 고정자 코어(1)의 내주측에는, 복수의 슬롯(3)이 마련된다. 각각의 슬롯(3)에는, 도체가 배치되어 도체끼리를 접합함으로써 코일이 형성된다.
도 3은, 슬롯(3)에 배치되는 세그먼트 코일용의 분할 도체(5)의 평면도이고, 도 4a는, 도 3의 A－A선 단면도, 도 4b는, 도 3의 B－B선 단면도이다. 분할 도체(5)는, 집합 도선(10)이 짧게(단척으로) 절단되어 형성된다. 즉, 분할 도체(5)는, 적어도, 복수의 소선(7)으로 이루어진다. 또한, 소선(7)끼리는, 서로 합쳐꼬아져 있다.
도 4b에 도시하는 바와 같이, 분할 도체(5)의 양쪽 단부(9)는, 외부 절연층(14)이 제거된다. 즉, 집합 도선(10)의 적어도 양단부에 있어서, 외부 절연층(14)이 형성되지 않고 소선(7)이 노출된다. 또한, 이하의 실시형태에 있어서, 단부(9)의 외부 절연층(14)이 제거된 예를 나타내지만, 단부(9)까지 외부 절연층(14)을 형성해도 좋다.
도 5는, 고정자 코어(1)를 내면측에서 보았을 때에 있어서의, 슬롯(3)에 분할 도체(5)를 배치한 상태를 도시하는 개념도이다. 또한, 도면에 있어서는, 고정자 코어(1)의 일부만을 도시한다. 전술한 바와 같이, 분할 도체(5)는, 소정의 형상으로 구부려져서 슬롯(3)에 배치된다. 이 때, 분할 도체(5)의 단부(9)는, 고정자 코어(1)의 상부로 돌출하고, 고정자 코어(1)의 하부에는, 분할 도체(5)의 굽힘부가 노출된다.
또한, 도 4b에 도시하는 예에서는, 단부(9)에 있어서, 외부 절연층(14)만이 제거되어 있고, 소선(7)은 도체부(11)와 소선 절연층(13)으로 구성되었지만, 또, 소선 절연층(13)이 제거되어 있어도 좋다. 예를 들면, 분할 도체(5)의 양쪽 단부(9)에 있어서, 수지 타입의 소선 절연층(13), 외부 절연층(14)이 형성되지 않고, 도체부(11)가 외면에 노출되어도 좋다.
다음에, 분할 도체(5)의 제조 방법의 1예에 대해서 설명한다. 우선, 복수개의 소선(7)을 소정의 형태로 배치하고, 소선끼리를 묶는다. 소선은, 도체부(11)와, 도체부(11)를 피복하는 소선 절연층(13)을 가진다.
이와 같이 해서 배치된 소선을 합쳐꼬면서, 예를 들면 금형 등에 의해서 평각 성형하고, 압출(押出) 등에 의해서, 최외주에 수지제의 외부 절연층(14)을 피복한다. 이상에 의해, 도 1a에 도시하는 바와 같은, 집합 도선(10)을 형성할 수 있다.
다음에, 집합 도선(10)을 짧게(단척으로) 절단하고, 양쪽 단부(9)만에 있어서, 필요에 따라, 소선 절연층(13), 외부 절연층(14)을 제거한다. 소선 절연층(13), 외부 절연층(14)은, 예를 들면 연삭 등의 기계적 방법이나, 에칭 등의 화학적 수법에 의해서 제거된다. 또한, 소선 절연층(13)을 남기는 경우에는, 외부 절연층(14)만이 제거된다. 또, 필요한 형상으로 굽힘 가공이 실시되어, 분할 도체(5)가 형성된다. 또한, 각각의 소선(7)은, 길이 방향에 대해서 일체이기 때문에, 분할 도체(5)의 길이 방향에 대해서, 도체부를 잇는 접합부를 가지지 않고 일체로 형성된다.
다음에, 분할 도체(5)끼리의 용접에 대해서 설명한다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 고정자 코어(1)의 위쪽으로 돌출하는 분할 도체(5)의 단부(9)는, 서로 이웃하는 다른 분할 도체(5)(도시하지 않음)의 단부(9)와 용접에 의해서 접합된다. 모든 분할 도체(5)끼리가 접속됨으로써, 세그먼트 코일이 형성된다.
도 6은, 분할 도체(5)의 단부끼리를 용접한 상태를 도시하는 개념도이다. 본 실시형태에서는, 단부(9)의 외부 절연층(14)만이 제거되어 소선 절연층(13)을 노출시켜서 용접된다.
여기서, 소선 절연층(13)은, Tg－DTA에서의 50% 중량 감소가, 300℃∼500℃인 수지(12)로 이루어진다. 수지(12)는, Tg－DTA에서의 50% 중량 감소가 500℃ 이하이기 때문에, 내열성이 낮고, 용접시의 열에 의해서 수지가 완전히 소실(燒失)해서 가스화한다. 이 때문에, 수지 찌꺼기 등의 잔사가 용접부에 혼입하는 것이 억제된다. 또, 수지(12)는, Tg－DTA에서의 50% 중량 감소가 300℃ 이상이기 때문에, 사용시나 외부 절연층(14)의 압출 피복시의 열화를 억제할 수 있다.
또한, 입자(8)는, 사이즈가 작기 때문에, 용접시에 사용하는 가스에 의해서 불어 날려 버릴 수 있다. 또, 만일 용접부에 입자(8)가 혼입해도, 입자(8)는 열에 의해서 분해되지 않고 기화하지 않기 때문에, 블로홀이 발생하지 않는다. 이 때문에, 용접부의 파단 등이 억제된다.
또한, 소선 절연층(13)의 내열 특성을 낮게 하면, 예를 들면 세그먼트 코일로서 사용했을 때의 열에 의해서 소선 절연층(13)이 열화하고, 절연 특성이 열화 할 우려가 있다. 그러나, 본 실시형태에서는, 입자(8)가 포함되어 있기 때문에, 입자(8)에 의해서 절연성을 확보할 수 있다. 또, 입자(8)는, 용접부의 기계 특성이나 전기 특성에 악영향을 주는 바와 같은 잔사로 되기 어렵다. 이 때문에, 열에 대한 내구성과 용접부의 신뢰성을 양립할 수 있다.
이상, 본 실시 형태에 의하면, 소선 절연층(13)에 절연성이 높은 입자(8)가 포함되어 있기 때문에, 소선 절연층(13)의 높은 절연성을 확보할 수 있다. 이 때문에, 소선 절연층(13)의 열 열화를 억제할 수 있다.
또, 소선 절연층(13)의 수지의, Tg－DTA에서의 50% 중량 감소가, 300℃∼500℃이기 때문에, 용접시에는 용이하게 소실시킬 수 있다. 이 때문에, 용접부에 수지 찌꺼기 등의 잔사가 혼입하는 것을 억제할 수 있다. 즉, 용접성과 내구성을 양립시킬 수 있다.
또, 외부 절연층(14)이 열가소성 수지이고, 충분한 절연 성능, 내구성 및 가요성 등을 확보할 수 있다.
실시예
다음에, 소선 절연층 등을 바꾼 분할 도체를 작성하고, 용접성, 굽힘 가공성, 고주파 특성을 평가했다. 분할 도체는, 도체부와 소선 절연층을 가지는 6개의 소선을 합쳐꼬아서 금형에 의해 각형으로 성형하고, 열가소성 수지에 의한 외부 절연층을 형성했다. 본 발명에 관계된 실시예 1∼10을 표 1에 나타낸다. 또, 비교예 1∼5를 표 2에 나타낸다.
Figure pct00001
Figure pct00002
소선 절연층으로서는, 우레탄, 나일론(PA66), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리아마이드이미드(PAI)를 이용했다. 또, 외부 절연층으로서는, 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리페닐렌설파이드(PPS) 등의 열가소성 수지를 이용했다.
표중의 용접성은, 양단의 외부 절연층을 제거하고, 소선 절연층을 노출시킨 상태에서 한쌍의 분할 도체끼리를, 용접 전류를 30A, 용접 시간을 0.1초의 조건에서, 아크 방전을 발생시켜 용접을 행했다. 용접한 개소에 용접구슬(容接玉)이 형성되지 않는 경우를 용접 불가로 판정했다.
보다 상세하게는, 분할 도체의 용접한 개소 주변의 빛깔(색조)의 변화가 없고 또한 분할 도체의 단말에 용접구슬이 형성된 경우에 용접성이 우수하다고 하여 「A」라고 평가했다. 또, 분할 도체의 용접한 개소 주변에 그을음이 발생하지만 분할 도체의 단말에 용접구슬이 형성된 경우에, 양호로서 「B」라고 평가했다. 또, 분할 도체의 용접한 개소 주변의 빛깔(색조)의 변화가 없고 분할 도체의 단말에 용접구슬이 형성되지 않는 경우에, 용접성이 뒤떨어진다고 하여 「C」라고 평가했다. 또, 분할 도체의 용접한 개소 주변에 그을음이 발생하고, 분할 도체의 단말에 용접구슬이 형성되지 않는 경우에, 용접 불가로서 「D」라고 평가했다. 또한, 용접성의 평가가 「A」 및 「B」인 경우를 합격이라고 판정했다.
굽힘 가공성은, 소선 절연층을 10% 신장한 후, 직경 1.0㎜의 철심을 축으로 해서 곧은 모양(直狀) 시험편을 180°(U자 모양)로 구부리고, 굽힘부의 정점의 피막의 균열 유무를 확인했다. 균열이 보인 것을 「D」라고 평가했다. 또, 분열이 보이지 않은 경우에는 소선 절연층을 20%까지 신장해서 마찬가지로 평가했다. 20%에서도 균열이 없는 것을 「A」라고 평가하고, 10%에서는 균열이 보이지 않았지만 20%에서 균열이 보인 것을 「B」라고 평가했다. A 쪽이 보다 혹독한(심한) 가공에도 견딜 수 있지만, B에서도 모터 제조는 가능하고 합격으로 판정했다.
고주파 특성은, 상온과 220℃×2000시간 후의 양쪽에 대해서 평가했다. 1000㎐, 2.16A, 138Vrms의 조건에 있어서, 교류 자계 발생 장치를 작동시키고, 50mT의 교류 자계를 발생시켰다. 시료를 자계중에 세트하면 와전류에 의한 발열이 생긴다. 이 때의 발열량을 측정하고, 전류 손실(W)로 했다. 집합이 없는 도체 상에 소선 절연층을 압출 피복한 도선의 전류 손실량 W0을 상기한 대로 계산했다. 각 시료의 전류 손실량 W와 W0의 비율이 0.8 이하(손실량의 억제율이 20% 이상)인 경우에 양호라고 평가해서 「B」라고 나타냈다. 또 상기의 비율이 0.4 이하(손실량의 억제율이 60% 이상)인 경우가 우수하다고 평가해서 「A」라고 나타냈다. 한편, 상기의 비율이 0.8보다 큰(손실량의 억제율이 20% 미만) 경우에 뒤떨어진다고 평가해서 「D」라고 나타냈다.
결과로부터, 소선 절연층에 입자를 포함하는 실시예 1∼10은, 모두 합격 판정이었다. 또한, 실시예 3은 피막 두께가 두껍기 때문에 용접성이 B였다. 또 실시예 8은 입자의 첨가량이 적었기 때문에 고온 보존유지 후의 고주파 특성이 B판정이었다. 또, 실시예 9는, 입자의 첨가량이 많았기 때문에 굽힘 특성이 B판정이었다. 또, 실시예 10은, 입자의 입자 지름이 컸기 때문에 굽힘 특성이 B판정이었다.
한편, 비교예 1은 소선 절연층을 마련하지 않았기 때문에, 고주파 특성이 평가 D였다. 또, 비교예 2는, 소선 절연층의 내열성이 높기 때문에, 용접성이 평가 D로 되었다. 또, 비교예 3, 4는, 소선 절연층의 내열성이 낮기 때문에, 고온 보존유지 후의 고주파 특성이 D판정이었다. 비교예 5는, 입자가 체적 저항률이 낮은 카본이었기 때문에 고주파 특성이 D판정이었다.
이상, 첨부도를 참조하면서, 본 발명의 실시 형태를 설명했지만, 본 발명의 기술적 범위는, 전술한 실시 형태에 좌우되지 않는다. 당업자라면, 특허청구범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에 있어서 각종 변경예 또는 수정예에 생각이 미칠 수 있는 것은 분명하고, 그들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라 양해(諒解)된다.
1………고정자 코어
3………슬롯
5………분할 도체
7………소선
8………입자
9………단부
10………집합 도선
11………도체부
12………수지
13………소선 절연층
14………외부 절연층
100………집합 도선
107………소선
111………도체부
113………소선 절연층
113a………잔사
114………외부 절연층

Claims (12)

  1. 복수의 소선이 집합한 집합 도선으로서,
    상기 소선은, 도체부와, 상기 도체부를 피복하는 소선 절연층을 가지고,
    상기 소선 절연층에는, 체적 저항률 1×106Ω·cm 이상의 입자가 포함되는 것을 특징으로 하는 집합 도선.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 입자의 평균 입자 지름은, 0.1∼10㎛인 것을 특징으로 하는 집합 도선.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 입자의 첨가량은, 상기 소선 절연층을 구성하는 수지에 대해서, 5∼60체적%인 것을 특징으로 하는 집합 도선.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 소선 절연층은, Tg－DTA에서의 50% 중량 감소가, 300℃∼500℃인 수지를 적어도 1종 포함하는 것을 특징으로 하는 집합 도선.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 소선 절연층의 두께가 0.5∼30㎛인 것을 특징으로 하는 집합 도선.
  6. 제 1 항에 있어서,
    복수의 상기 소선은, 서로 합쳐꼬아져 있는 것을 특징으로 하는 집합 도선.
  7. 제 1 항에 있어서,
    집합한 복수의 상기 소선의 길이(長手) 방향의 적어도 일부가, 직접 또는 다른 절연층을 거쳐서 열가소성 수지로 피복되고,
    상기 열가소성 수지는, 결정성 수지로서, 또한 23℃에서의 굽힘 탄성률이 2000MPa 이상인 것을 특징으로 하는 집합 도선.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 열가소성 수지는, 폴리에테르에테르케톤, 변성 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르케톤케톤, 폴리에테르케톤, 폴리에테르케톤에테르케톤케톤, 폴리페닐렌설파이드 및 열가소성 폴리이미드로 이루어지는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 집합 도선.
  9. 제 7 항 기재의 집합 도선이 짧게 절단되어 있고, 집합 도선의 적어도 양단부에 있어서, 상기 열가소성 수지가 형성되지 않고 상기 소선이 노출되는 것을 특징으로 하는 분할 도체.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 분할 도체는, 길이 방향으로 상기 도체부를 잇는 접합부를 가지지 않고 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 분할 도체.
  11. 제 1 항 기재의 집합 도선이 이용된 것을 특징으로 하는 세그먼트 코일.
  12. 제 1 항 기재의 집합 도선이 이용된 것을 특징으로 하는 모터.
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