TW201942917A - 絕緣電線材料及其製造方法、以及線圈及電氣、電子機器 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種絕緣電線材料及其製造方法、具有該絕緣電線材料之線圈、以及具有該線圈之電氣、電子機器，該絕緣電線材料具備具有單芯導體或相互並行或螺旋狀配置之多根分割導體的導體、與被覆導體之外周的外周絕緣層，且於導體之至少一端部經由焊接部而具有焊接用構件。

Description

絕緣電線材料及其製造方法、以及線圈及電氣、電子機器
本發明係關於一種絕緣電線材料及其製造方法、以及線圈及電氣、電子機器。
近年來，電氣、電子機器之高性能化正快速發展，作為被使用於其中之絕緣電線，要求具有與用途等相應之特性的絕緣電線，例如表現出高的高頻特性之絕緣電線。
作為表現出高的高頻特性之絕緣電線，例如可列舉被使用於汽車之馬達（線圈）的絕緣電線。具體而言，為了因應環保要求，自2010年以來對於混合電動汽車（HEV：Hybrid Electric Vehicle）、插電式混合動力車輛（PHEV）、電動汽車（EV）等搭載有電動馬達之電動車輛的投入不斷增加。又，自2018年開始擁有美國最大規模之汽車市場的加利福利亞州將零排放車（Zero Emission Vehicle，ZEV）之基準嚴格化，自對象中排除（低油耗之）引擎車、HEV。因此，2020年以後，正式執行ZEV對策。要獲得ZEV認定時，由於驅動系統不可使用內燃機，因此對驅動馬達要求與內燃機同等之性能，高輸出化將會持續發展。驅動馬達等之高輸出化，通常相較於截面為圓形之所謂圓線，較常使用截面為矩形之所謂平角電線。又，為了提高驅動馬達等在高旋轉區域之高頻特性，要求渦電流損失少的繞線。一般而言，若使用具備有由外周具有導體絕緣層之多根線材（漆包線）所形成之導體的絕緣電線作為線圈等之繞線，則可減少渦電流損失（例如專利文獻1〜4）。進而，為了實現馬達等之高性能化，提高絕緣電線之耐熱性是有效的，例如提出有於最外層配置有由聚醚醚酮（PEEK）（熔點343℃）等耐熱性樹脂形成之層的高耐熱性絕緣電線。此種具有由耐熱性樹脂形成之最外層的絕緣電線，對於導體絕緣層亦要求高耐熱性。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2014－96319號公報
[專利文獻2]國際公開第2015／033820號
[專利文獻3]國際公開第2015／033821號
[專利文獻4]日本特開2017－98030號公報
[發明所欲解決之課題]
電氣、電子機器用線圈於製作時、進而向電氣、電子機器構裝等時，視需要將經線圈加工之絕緣電線的端部彼此或端部與端子等通常藉由TIG焊接（Tungsten Insert Gas焊接）而直接電連接。
電連接對於近年快速高性能化之電氣、電子機器中使用之絕緣電線亦不例外。作為此種絕緣電線，可舉於最外層具有由玻璃轉移溫度為200℃以上之高耐熱性樹脂例如聚醚醯亞胺樹脂（參照專利文獻2、4等）形成之外周絕緣層的絕緣電線。進而，亦可舉使用有將具有導體絕緣層之分割導體多根捆束而成的導體（亦稱為集合導體）的絕緣電線。該集合導體不僅具有配置於絕緣電線之最外層的外周絕緣層，還具有被覆形成集合導體之分割導體的導體絕緣層（分割導體間存在導體絕緣層）。
將絕緣電線TIG焊接於端子等之情形時，因該等絕緣層之存在而難以將平角電線之端部TIG焊接於端子等，即便可焊接，焊接強度亦不足（與端子等之焊接加工性差）。此種焊接加工不良，於使用由特別難以焊接之金屬材料之一的銅形成之銅導體的情形時更顯著。
本發明之課題在於提供一種含有具有外周絕緣層之導體的絕緣電線與端子等之焊接加工性優異、且可藉由TIG焊接實現電連接的絕緣電線材料及其製造方法。又，本發明之課題在於提供一種即便為作為線圈之繞線使用時可減少渦電流損失之絕緣電線材料，與絕緣電線材料之端部或端子等的焊接加工性亦優異，且可藉由TIG焊接實現電連接之絕緣電線材料及其製造方法。進而，本發明之課題在於提供一種使用有該絕緣電線材料之線圈、及使用有該線圈之電氣、電子機器。
[解決課題之技術手段]
本發明人等發現：於具備有外周絕緣層及導體之絕緣電線中，預先藉由特定方法將絕緣電線之其他端部或端部與焊接用構件光纖雷射焊接於絕緣電線之端部，藉此可沿著其軸線方向進行焊接（延設）。本發明人等發現若以此方式進行焊接，則即便於以耐熱性高之樹脂形成導體絕緣層的情形時，亦能牢固地焊接導體之端部與焊接用構件。而且，本發明人等發現藉由隔著該焊接用構件而可對端子等進行所期待之TIG焊接。
又，本發明人等發現於具備由具有導體絕緣層之多根線材（分割導體）形成之平角導體的絕緣電線材料中，預先藉由特定方法將焊接於絕緣電線材料之其他端部或端子等的焊接用構件光纖雷射焊接於平角導體之端部，而可沿著其軸線方向進行焊接（延設）。本發明人等發現若以此方式進行焊接，便可維持渦電流損失之減少，同時即便於以耐熱性高之樹脂形成導體絕緣層的情形時亦能將平角導體之端部與焊接用構件牢固地焊接。而且本發明人等發現藉由隔著該焊接用構件，而可對端子等進行所期待之TIG焊接。
本發明係基於上述見解進一步不斷研討而完成者。
即，本發明之上述課題係藉由以下之手段而得到解決。
[1]
一種絕緣電線材料，其具有：
一根或多根絕緣電線：具有含有單芯導體之導體及被覆該導體之外周的外周絕緣層；與
焊接用構件：沿著該單芯導體之軸線方向隔著焊接部接合於該絕緣電線之至少一端部。
[2]
如[1]所述之絕緣電線材料，其中，該導體具有被覆該單芯導體之外周面的導體絕緣層。
[3]
一種絕緣電線材料，其具有：
導體：具有相互並行或螺旋狀地配置之多根分割導體、及被夾持於該分割導體間之導體絕緣層；
外周絕緣層：被覆該導體之外周；以及
焊接用構件：沿著該導體之軸線方向隔著焊接部接合於該導體之至少一端部。
[4]
如[1]至[3]中任一項所述之絕緣電線材料，其中，該單芯導體或分割導體為平角導體。
[5]
如[3]或[4]所述之絕緣電線材料，其中，該多根分割導體均為帶狀（ribbon）線。
[6]
如[3]至[5]中任一項所述之絕緣電線材料，其中，該多根分割導體均為具有被覆外周面之導體絕緣層的漆包線，
該導體係由該漆包線形成之絞線的平角狀成形體。
[7]
如[1]至[6]中任一項所述之絕緣電線材料，其中，該單芯導體或分割導體之材質為無氧銅。
[8]
如[1]至[7]中任一項所述之絕緣電線材料，其中，該焊接用構件之材質為無氧銅。
[9]
如[7]或[8]所述之絕緣電線材料，其中，該焊接部含有錫元素。
[10]
如[1]至[9]中任一項所述之絕緣電線材料，其中，該焊接部之拉伸強度為300 MPa以上。
[11]
如[1]至[10]中任一項所述之絕緣電線材料，其中，該外周絕緣層係由聚醚醚酮形成之層。
[12]
如[2]至[11]中任一項所述之絕緣電線材料，其中，該導體絕緣層係由有機高分子形成之絕緣層。
[13]
如[2]至[12]中任一項所述之絕緣電線材料，其中，該導體絕緣層係具有氣泡之絕緣層。
[14]
如[1]至[13]中任一項所述之絕緣電線材料，其中，該焊接用構件之焊接前的截面積Sc1 、與該導體之焊接前的截面積Sc2 之面積比[Sc1 ：Sc2 ]滿足1：0.8〜1.2之範圍。
[15]
一種線圈，其具有[1]至[14]中任一項所述之絕緣電線材料。
[16]
一種線圈，其具有多個[1]至[14]中任一項所述之絕緣電線材料，由該絕緣電線材料之焊接用構件相互電連接而成。
[17]
一種電氣、電子機器，其具有[15]或[16]所述之線圈。
[18]
一種絕緣電線材料之製造方法，其為[1]至[14]中任一項所述之絕緣電線材料之製造方法，係於具有該導體及該外周絕緣層之電線前驅物的端部將該外周絕緣層剝離去除，
於使該導體之端面與該焊接用構件之表面對接的狀態下，自與該導體之軸線垂直的方向照射光纖雷射進行焊接。
[發明之效果]
本發明之絕緣電線材料具有沿著其軸線方向接合（延設）於絕緣電線之端部的焊接用構件，藉此與端子等之焊接加工性優異，可實現利用TIG焊接之電連接。又，使用有本發明之絕緣電線材料的線圈、及使用有該線圈的電氣、電子機器可將絕緣電線材料彼此或絕緣電線材料與端子等牢固且電性焊接（連接），可實現高性能。
本發明之絕緣電線材料可維持作為線圈之繞線時之渦電流損失的減少，同時具有沿其軸線方向接合（延設）於平角導體之端面的焊接用構件，藉此而使得與端子等之焊接加工性優異，可實現利用TIG焊接之電連接。又，使用有本發明之絕緣電線材料之線圈、及使用有該線圈之電氣、電子機器可將絕緣電線材料彼此或絕緣電線材料與端子等牢固且電性焊接（連接），並且表現出低渦電流損失，可實現高性能。
進而，本發明之絕緣電線材料的製造方法可製造表現出上述優異特性之本發明之絕緣電線材料。
本發明之上述及其他特徵及優點適當地參照附加的圖式而根據下述記載當可更明瞭。
[[絕緣電線材料]]
本發明之絕緣電線材料包含焊接有具有非分割導體（單芯導體）之絕緣電線的態樣（使用單芯導體之態樣）、及焊接有具有分割導體（多芯導體）之絕緣電線的態樣（使用分割導體之態樣）。以下，對各態樣進行說明。
使用單芯導體之態樣下的本發明之絕緣電線材料具備一根或多根絕緣電線，該絕緣電線具有含有單芯導體之導體、及被覆該導體之外周的外周絕緣層。並且，於一根或多根絕緣電線（導體）之至少一端部（較佳於兩端部）具有沿著其軸線方向經由焊接部而焊接於絕緣電線材料之其他端部或端子等的焊接用構件（延設或連接焊接用構件）。該態樣下之絕緣電線材料其導體、焊接部及焊接用構件沿著導體之軸線方向（串聯）配置接合。
使用分割導體之態樣下的本發明之絕緣電線材料具備平角導體、及被覆該平角導體之外周的外周絕緣層。並且，於平角導體之至少一端部（較佳於兩端部），具有沿著平角導體之軸線方向經由焊接部而焊接於絕緣電線材料之其他端部或端子等之焊接用構件（延設或連接焊接用構件）。即，本發明之絕緣電線材料其平角導體、焊接部及焊接用構件沿著平角導體之軸線方向（串聯）配置接合。
於本發明中，所謂「沿著導體之軸線方向」係指於使導體之端面與焊接用構件之表面對接的狀態下，相對於對接面，自與導體之軸線交叉的方向（較佳為垂直方向）照射光纖雷射進行焊接之配置即可，導體、焊接部及焊接用構件依序配置為一排。因此，並不僅限定於導體、焊接部及焊接用構件配置為與導體之軸線方向平行之形態，亦包含導體、焊接部及焊接用構件彎曲地配置之形態。惟，並不包含於焊接部之周面配置焊接用構件的態樣（焊接部與焊接用構件配置於與導體之軸線垂直之方向的態樣）。
本說明書中，為了將本發明之絕緣電線材料與具有導體及外周絕緣層（不具有焊接用構件）之絕緣電線區分，有時稱為帶焊接用構件之絕緣電線材料。
本發明中，焊接部係指藉由光纖雷射焊接而形成於絕緣電線材料之焊接區域，例如包含焊接之構件的材料相互熔融混合（合金化、固溶化等）而成之區域、具有焊接痕之區域、焊接後高強度化之區域等。
本發明中，焊接部為包含貫通焊接部之意，較佳為貫通焊接部。此處，所謂貫通焊接部係指焊接部之至少一部分自光纖雷射照射面貫通至其背面側而形成之焊接部。
本發明中，於單芯導體或分割導體之至少一根（較佳為多根）單芯導體或分割導體（更佳為所有單芯導體或分割導體）均具有焊接部。
又，所謂焊接，係指焊接時以將焊接之構件彼此直接接觸的狀態或隔著有其他構件等的狀態焊接（對焊、重疊焊、點焊等）。惟，於直接接觸之狀態下，包含為了提高焊接性而隔著形成於熔融之構件的表面之由各種金屬形成之鍍敷層等的態樣。又，焊接包含形成上述貫通焊接部之焊接（稱為貫通焊接）。
使用單芯導體之態樣下的本發明之絕緣電線材料具備之導體具有單芯導體，更佳為具有被覆單芯導體之外周面的導體絕緣層。單芯導體係指由單芯之導體線材形成的導體，亦稱為非分割導體。該態樣下之本發明之絕緣電線材料具有一根或多根絕緣電線。於具有多根絕緣電線之情形時絕緣電線之根數並無特別限制，可根據用途等適當地設定。例如，可設為2〜6根，較佳為3〜6根。多根絕緣電線係與後述使用分割導體之態樣下的導體同樣地，可相互並行地配置，又亦可螺旋狀配置（絞線），進而亦可為絞線之成形體。
使用分割導體之態樣下的本發明之絕緣電線材料具備之導體具有相互並行或螺旋狀配置之多根分割導體、與被夾持於分割導體間之導體絕緣層。
本發明中，所謂多根分割導體並行配置係指多根分割導體並排配置。若並行配置之多根分割導體整體作為絕緣電線材料之導體發揮功能，則並不限於多根分割導體幾何學上並行配置之態樣。又，所謂多根分割導體螺旋狀配置係指將並行配置之多根分割導體螺旋狀撚合而配置。進而所謂螺旋狀配置亦包含編織為編帶狀而配置。
本發明中，導體及分割導體之形狀均無特別限制，可根據絕緣電線材料之形狀而決定。例如，作為與軸線垂直之截面形狀可列舉矩形（平角形狀）、圓形、橢圓形、不定形等各種形狀，較佳為矩形或圓形。
本發明中，形成導體之分割導體的數目為2根以上即可，並不限於圖6所示之3根或圖10所示之7根，可根據用途等而適當地設定。
更具體而言，於分割導體為矩形（平角形狀等）或薄板狀截面形狀之帶狀線的情形時，形成平角導體之分割導體的數目（積層數）係設定於上述範圍，但較佳為2〜8根、更佳為3〜6根。另一方面，如圖10所示，當導體由絞線之平角狀成形體形成的情形時，形成導體之分割導體的數目（絞線數）係設定於上述範圍。分割導體數較佳為7根（1根分割導體之周圍配置有6根分割導體的絞線構造）〜100根，更佳為7〜37根。
於使用分割導體之態樣下之絕緣電線材料中，有時將由具有多根分割導體及導體絕緣層之導體與外周絕緣層構成的電線稱為絕緣電線。
本發明之絕緣電線材料與絕緣電線材料之其他端部（焊接用構件）或端子等之焊接加工性優異，可藉由絕緣電線之現場施工通常採用之TIG焊接而實現電連接。
又，藉由使用分割導體，當作為線圈之繞線使用時可減少渦電流損失，且與絕緣電線材料之其他端部（焊接用構件）、端子等之焊接加工性優異，可藉由絕緣電線之現場施工通常採用之TIG焊接而實現電連接。即，使用分割導體之態樣下的本發明之絕緣電線材料具備具有多根分割導體與被夾持於分割導體間之導體絕緣層的導體（由多根分割導體形成，故而亦稱為集合導體）。因此，當作為線圈之繞線使用時可減少渦電流損失。
本發明之絕緣電線材料於導體之至少一端部經由焊接部（光纖雷射焊接區域）而具有焊接用構件。因此，焊接部之強度高，焊接部及焊接用構件難以自單芯導體或分割導體脫離，可維持電連接。
並且，焊接用構件可藉由以往常被用於絕緣電線之焊接的TIG焊接而實現與端子等之TIG焊接。如此，焊接用構件係代替導體特別是對於TIG焊接加工性差之集合導體而焊接於端子等之構件（焊接代替構件），通常由可與端子等TIG焊接之金屬形成。
以下，參照圖式對本發明之絕緣電線材料的較佳實施形態進行說明。
圖1〜圖3中表示使用單芯導體之態樣下的本發明之絕緣電線材料之較佳實施形態。圖1〜圖3中，表示絕緣電線38去除了其端部之外周絕緣層的狀態（即單芯導體17）。又，於圖6〜圖10中，表示使用分割導體之態樣下的本發明之絕緣電線材料之較佳實施形態。
本發明除了本發明中規定之事項以外，並不限定於下述實施形態。又，各圖式所示之形態係便於理解本發明之示意圖，各構件之大小、厚度、相對大小關係等有時會為了便於說明而變更，實際關係並非如圖式所示。進而，除了本發明中規定之事項以外，並不限定於該等圖式所示之外形、形狀。
以下，參照圖式對本發明之絕緣電線材料的較佳實施形態之一例進行說明。
圖1所示之本發明的較佳絕緣電線材料5A具備1根絕緣電線38、以及於單芯導體17之其中一端部沿著其軸線方向經由焊接部35A接合之焊接用構件36A。
又，圖2所示之本發明的另一較佳絕緣電線材料5B具備並排配置之2根絕緣電線38、與於至少1根（較佳為2根）單芯導體17之其中一端部沿著其軸線方向經由焊接部35B接合之焊接用構件36B。
進而，圖3所示之本發明的又一較佳絕緣電線材料5C具備並排配置之2根絕緣電線38、與於至少1根（較佳為2根）單芯導體17之其中一端部沿著其軸線方向經由焊接部35C接合之焊接用構件36C。
絕緣電線材料5A〜5C中，絕緣電線38具有含有截面矩形之單芯導體的導體17、與被覆單芯導體17之外周的外周絕緣層（未圖示）。
絕緣電線材料5A〜5C除了焊接之絕緣電線的根數及焊接用構件不同以外，具有相同構成。
[絕緣電線]
絕緣電線38如上述般具有單芯導體17、較佳被覆單芯導體17之外周面的導體絕緣層（未圖示）、與隔著導體被覆層而被覆單芯導體17之外周絕緣層。
單芯導體17係指由單芯之導體線材形成之導體，可使用通常之絕緣電線中使用之單芯的導體。單芯導體17除了為單芯以外，與後述之分割導體相同。例如，單芯導體17之形狀（絕緣電線38中為平角狀）及尺寸亦可適當地設定。其材質係與後述之分割導體相同。
被覆單芯導體17之外周的導體絕緣層除了被覆單芯導體17之外周面以外，係與後述之使用分割導體之態樣下的本發明之絕緣電線材料中的導體絕緣層相同。
絕緣電線之導體具有單芯導體17及導體絕緣層，且並不具有分割導體而是具有單芯導體，除此以外與後述之使用分割導體之態樣下的導體相同。
又，外周絕緣層除了被覆單芯導體17之外周面上的導體絕緣層以外，係與後述之使用分割導體之態樣下的本發明之絕緣電線材料中的外周絕緣層相同。
使用單芯導體之態樣下的本發明之絕緣電線材料中使用之絕緣電線具有上述構成，可並無特別限制地使用通常之絕緣電線。
[焊接用構件]
絕緣電線材料5A〜5C於單芯導體17之其中一端部沿著絕緣電線38之軸線方向經由焊接部而具有焊接用構件36A〜36C。
本發明中，單芯導體之端部亦可殘留導體絕緣層及外周絕緣層（未經剝離（去除）加工），使單芯導體之外周面不露出。
焊接用構件36A〜36C係代替導體而焊接於端子等之構件。該焊接用構件36A〜36C通常由可與端子等TIG焊接之金屬形成，較佳由後述之使用分割導體之態樣下的本發明之絕緣電線材料中之焊接用構件中說明的材質形成。
焊接用構件之形狀只要是可與端子等TIG焊接、且藉由後述之本發明之絕緣電線材料之製造方法而成為上述焊接狀態之形狀，則並無特別限制，可根據焊接之端子等之形狀等適當地決定。
焊接用構件36A及36B較佳為與後述之使用分割導體之態樣下的本發明之絕緣電線材料之焊接用構件相同。焊接用構件36C除了形狀及配置排列等不同以外，較佳為與使用分割導體之態樣下的本發明之絕緣電線材料之焊接用構件相同。具體而言，焊接用構件36A及36B形成為長方體狀之塊體，焊接用構件36C形成為薄板狀。
於上述絕緣電線材料中，焊接前之焊接用構件之截面積Sc1 與導體之截面積Sc 2 （包含兩絕緣層之截面積的合計值）之面積比[Sc1 ：Sc2 ]較佳滿足後述之使用分割導體之態樣下的本發明之絕緣電線材料中之焊接用構件規定的面積比。
[焊接部]
使用單芯導體17之絕緣電線材料5A〜5C中，焊接部係由焊接用構件36A〜36C之焊接面與單芯導體17之焊接面區劃之區域，通常具有焊接痕。焊接部36A〜36C具體而言係自雷射光照射面（表面）至其相反之背面為止，導體17與焊接用構件36A〜36C之對接面附近熔融、固化而一體化而成的部分。
該焊接部36A〜36於絕緣電線材料5A〜5C中除了形成於單芯導體17（絕緣電線38）以外，係與後述之使用分割導體之態樣下的本發明之絕緣電線材料中的焊接部相同。又，單芯導體17（絕緣電線38）與焊接用構件36A〜36C之焊接方法亦與後述之使用分割導體之態樣下的本發明之絕緣電線材料中的焊接方法相同。
[導體之端面與焊接用構件之對接狀態]
本發明中，導體之端面與焊接用構件之對接狀態並無特別限制，可設定為光纖雷射焊接之導體之端面（焊接面）與焊接用構件之端面（焊接面）接觸（較佳為面接觸）的狀態。通常，可根據焊接用構件之端面或導體之端面形狀而採用適當之對接狀態。
例如，於絕緣電線材料5A〜5C（光纖雷射焊接時），導體之端面與焊接用構件以均相對於絕緣電線之軸線平行於垂直面而對接之狀態被焊接。除此以外之對接狀態，具體而言，如圖4及圖5所示，當焊接用構件之端面為傾斜面（V字狀之焊接用構件36D）的情形時，可將單芯導體或絕緣電線之端面加工為傾斜面，以該傾斜面對接（接觸）焊接用構件之端面的方式配置單芯導體（絕緣電線），例如自與單芯導體之軸線方向垂直的方向照射光纖雷射進行焊接。
上述導體之端面與焊接用構件之對接狀態及照射方法亦能應用於使用後述之分割導體之態樣下的本發明之絕緣電線材料。
圖6〜圖8表示使用分割導體之態樣下的本發明之絕緣電線材料尤佳實施形態之一例。
圖6中，將絕緣電線材料之寬度方向及厚度（高度）方向分別設為分割導體11之寬度方向及分割導體11之積層方向。
以下，舉導體之截面形狀較佳為矩形之導體（亦稱為平角導體）13進行說明。
圖6〜圖8所示之本發明的較佳絕緣電線材料1具備平角導體13、被覆該平角導體13之外周的外周絕緣層14、於平角導體13之其中一端部經由焊接部15（參照圖8）沿著平角導體13之軸線方向接合的焊接用構件16。
[導體（平角導體）]
平角導體13具有相互並行配置（積層）之3根分割導體11、與至少被夾持於分割導體11間之導體絕緣層12。該平角導體13係將具有被覆外周面之導體絕緣層12的3根分割導體（例如漆包線）11在分割導體11之厚度方向積層而形成。因此，如圖7所示，於積層之2根分割導體11之間存在被覆各分割導體11之導體絕緣層12（即2層導體絕緣層12）。
此種平角導體13（具備其之絕緣電線材料1）與端子等TIG焊接時，即便將外周絕緣層14剝離（剝離去除）加工，亦無法將分割導體11間之導體絕緣層12剝離去除而殘留下來。圖6及圖8表示將外周絕緣層14之一部分剝離加工而去除之狀態（分割導體11間之導體絕緣層12殘留的狀態）的平角導體13。根據導體絕緣層12之厚度、材料等，因殘留之導體絕緣層12，TIG焊接性下降，無法以足夠之強度TIG焊接於端子等。
平角導體13可藉由周知之方法製作。例如，可將具有被覆外周面之導體絕緣層12的漆包線配置成並行或螺旋狀而製作。
於絕緣電線材料1中，說明了使用平角導體13作為導體之形態，但本發明中，導體之形狀如上述般並不特別限定截面平角形狀。
又，於導體由分割導體及導體絕緣層形成之情形時，導體可為分割導體之絞線，亦可為將分割導體之絞線成形而得之絞線成形體。絞線成形體之截面形狀並無特別限制，列舉上述導體之截面形狀中說明之形狀。
＜分割導體＞
分割導體11係形成平角導體13的導體線材之一，多根一起形成平角導體13，藉此有助於減少渦電流損失。如此，分割導體11可稱為將1根平角導體13分割為多根而得之導體線材。
形成平角導體13之分割導體11係截面為矩形（平角形狀）之帶狀線。本發明中，截面為矩形之導體包含截面為長方形之導體及截面為正方形之導體。又，如圖7所示，亦包含具有對截面角部進行倒角加工（例如，使四角變圓（曲率半徑r（未圖示））倒角加工、45度倒角加工等）而得之倒角部的導體。
作為分割導體11可廣泛地使用絕緣電線中使用之通常者，例如銅線、鋁線等金屬導體。較佳可舉不含氧化物之99.95%（3N）以上的高純度銅。具體而言，列舉無氧銅（OFC：Oxygen－Free Copper）：C1020（純度99.96%以上）或電子管用無氧銅（TPC：Tough－Pitch Copper）：C1011（純度99.99%以上）。更佳為含氧量為30 ppm以下之無氧銅，進而較佳為20 ppm以下之無氧銅。
分割導體11之焊接用構件16側之端面為了與焊接用構件16之端面對焊，故而形成為與焊接用構件16之端面對應之面，通常為平面，較佳形成為與後述之焊接用構件16之端面並行之平面（端面彼此對接時兩端面相接）。
分割導體11之大小並無特別限定，於矩形之截面形狀下，厚度（短邊長度）較佳為0.4〜3.0 mm，更佳為0.5〜2.5 mm，寬度（長邊長度）較佳為1.0〜5.0 mm，更佳為1.4〜4.0 mm。厚度與寬度之長度比率（厚度：寬度）較佳為1：1〜1：8，更佳為1：1〜1：4。再者，厚度與寬度之長度比率（厚度：寬度）為1：1時，長邊係指一對之對向邊，短邊係指另一對之對向邊。
於對分割導體11之截面角部進行倒角加工之情形時，曲率半徑較佳為0.6 mm以下，更佳為0.1〜0.4 mm，進而較佳為0.2〜0.4 mm。如此，藉由對截面角部進行倒角加工，可抑制自角部之局部放電。
分割導體11之積層數較佳為2層以上8層以下。若積層數為2層，則可預見高頻下渦電流損失量之減少，層數越增加則渦電流損失量越更加減少。並且，若為最大8層之積層數，則積層狀態不會容易偏離。進而，於平角導體13之截面中，雖然導體絕緣層12所佔之比例增加，但亦能確保分割導體11之高填充率，預見充分之渦電流損失之減少。根據以上，實際積層數為8層以下，較佳為6層以下。
分割導體11之積層方向只要在分割導體11間存在導體絕緣層12則可於厚度、寬度之任意方向積層。較佳於分割導體11之寬度方向上接觸，於厚度方向上積層。
＜導體絕緣層＞
導體絕緣層12只要是存在於分割導體11間之絕緣層即可，於絕緣電線材料1，係設置作為被覆各分割導體11之外周面的絕緣層。
導體絕緣層12之厚度只要可獲得渦電流損失減少之效果即可，故而為了不使平角導體13過厚，較佳為0.01〜10 μm，更佳為0.01〜3 μm，進而較佳為0.1〜1 μm。本說明書中，導體絕緣層12之厚度係指使用顯微鏡觀察將絕緣電線材料1相對於長邊軸方向作垂直切斷所得之截面而求出的厚度。
導體絕緣層12可為1層構造，亦可為2層構造或2層以上之層構造。本發明中，層之層數無關於形成層之樹脂及添加劑之種類及含量之異同，而是藉由對層進行截面觀察決定。具體而言，以倍率200倍觀察某層之截面時，無法確認年輪狀之邊界的情形時，將某層之總數設為1，於可確認年輪狀之邊界的情形時，某層之層數為（邊界數﹢1）。
導體絕緣層12較佳為由有機高分子（有機樹脂）形成之絕緣層，較佳為含有熱硬化性有機高分子（熱硬化性樹脂）作為樹脂成分之絕緣層（漆包層）。作為熱硬化性樹脂只要是電線中通常使用之熱硬化性樹脂，則可無特別限制地使用。例如，聚醯胺醯亞胺（PAI）、聚醯亞胺（PI）、聚醚醯亞胺（PEI）、聚酯醯亞胺（PEsI）、聚胺酯（PU）、聚酯（PEst）、聚苯并咪唑、三聚氰胺樹脂或環氧樹脂等。其中，較佳為聚醯胺醯亞胺、聚醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚酯醯亞胺、聚胺酯或聚酯。熱硬化性樹脂亦可含有一種或兩種以上。
導體絕緣層12可為由上述有機高分子形成之緻密絕緣層，亦可為層中具有氣泡（空氣）之絕緣層。藉由層中含有空氣而使得相對介電係數下降，施加電壓時可抑制於分割導體間之氣隙產生的局部放電或電暈放電。本發明中，所謂緻密絕緣層通常係指絕緣層中不具有氣泡之絕緣層，包含例如如會不可避免地存在之氣泡等般於無損本發明效果之範圍內具有氣泡的絕緣層。
具有氣泡之導體絕緣層的發泡倍率較佳為1.2倍以上，更佳為1.4倍以上。發泡倍率之上限並無限制，但通常較佳為5.0倍以下。發泡倍率係藉由水中置換法測定為了發泡而被覆之有機高分子（導體絕緣層12）之密度ρf及發泡前之密度ρs，並根據ρs／ρf算出。
導體絕緣層所含之氣泡的大小即平均氣泡徑較佳為10 μm以下，更佳為5 μm以下，進而較佳為3 μm以下，尤佳為1 μm以下。若超過10 μm，則絕緣破壞電壓會下降，藉由設為10 μm以下，可良好地維持絕緣破壞電壓。進而，藉由設為5 μm以下、3 μm以下，可依次更確切地保持絕緣破壞電壓。平均氣泡徑之下限並無限制，但實際上較佳為1 nm以上。平均氣泡徑係藉由掃描電子顯微鏡（SEM）對導體絕緣層12之截面進行觀察。並且，自觀察區域隨機選擇合計50個氣泡，使用圖像尺寸測量軟體（WinROOF：商品名、三谷商事公司製）以測徑模式測定，為將該等平均所算出之值。該氣泡徑可根據發泡倍率、有機高分子之濃度、黏度、溫度、發泡劑之添加量、烘爐之溫度等製程適當地調整。
該導體絕緣層12亦可含有電線中通常使用之各種添加劑。該情形時，添加劑之含量並無特別限定，相對於樹脂成分100質量份，較佳為5質量以下，更佳為3質量份以下。
導體絕緣層12可藉由周知之方法形成。
例如，不具有氣泡之導體絕緣層12，較佳為於各分割導體11之外周面或與其他分割導體積層之表面塗佈上述有機高分子之清漆並烘烤之方法。該清漆含有樹脂成分、溶劑及視需要之樹脂成分的硬化劑或各種添加劑。溶劑較佳為有機溶劑，可適當地選擇能將樹脂成分溶解或分散者。
清漆之塗佈方法可選擇通常之方法，例如可舉使用具有與分割導體11之截面形狀相似形狀或大致相似形狀之開口的清漆塗佈用模具的方法等。清漆之焙燒通常於烘爐中進行。此時之條件無法根據樹脂成分或溶劑種類等而唯一地決定，但例如可舉爐內溫度400〜650℃、通過時間（焙燒時間）為10〜90秒之條件。
導體絕緣層12之厚度可根據清漆之塗佈量、塗佈次數等適當地設定。
作為形成具有氣泡（空氣）之導體絕緣層的方法，可選擇通常之方法，例如可舉與使用含有周知發泡劑之清漆形成上述不具有氣泡之導體絕緣層12之方法相同的方法。
[外周絕緣層]
被覆平角導體13之外周絕緣層14直接或間接（隔著其他層）地設置於平角導體13之外周面。作為其他層，可舉接著層等。該外周絕緣層14與平角導體13之密接強度高，於平角導體13之外側至少設置1層。其層數可為1層亦可為多層。
於平角導體13之外周配置有外周絕緣層14，該外周絕緣層14例如由熱塑性樹脂形成。該熱塑性樹脂除了具有耐熱老化特性，於平角導體13與外周絕緣層14之接著強度及耐溶劑性亦優異的方面，進而於電氣、電子機器之高性能化的方面上，熔點較佳為300℃以上，更佳為330℃以上。該熱塑性樹脂之熔點上限並無特別限制，例如從藉由擠出步驟形成外周絕緣層之觀點，較佳為450℃以下。熱塑性樹脂之熔點可藉由示差掃描熱量分析（DSC）測定。
作為熱塑性樹脂只要是電線中通常使用之熱塑性樹脂，則可無特別限定地使用。例如，可列舉聚醚醚酮（PEEK）、改性聚醚醚酮（modified－PEEK）、熱塑性聚醯亞胺（TPI）、具有芳香環之聚醯胺（稱為芳香族聚醯胺）、聚酮（PK）等。
上述熱塑性樹脂亦可使用以聚醚酮（PEK）、聚醚醚酮為代表之為含有芳香環、醚鍵、酮鍵之熱塑性樹脂的聚芳醚酮（PAEK）。或者，亦可使用將其他熱塑性樹脂混合於聚醚醚酮而得之改性聚醚醚酮。或者，亦可使用選自由熱塑性聚醯亞胺（TPI）組成之群的至少1種熱塑性樹脂。熱塑性樹脂可單獨一種使用，亦可使用兩種以上。又，上述改性聚醚醚酮，例如係於聚醚醚酮添加有聚苯碸之混合物，聚苯碸之混合率低於聚醚醚酮。
於以熱塑性樹脂形成外周絕緣層14之情形時，較佳為藉由將樹脂組成物擠出成形在平角導體13之外周而形成。樹脂組成物含有上述之熱塑性樹脂與視需要之各種添加劑。擠出方法無法根據熱塑性樹脂之種類等而唯一地決定，但例如可舉使用具有與平角導體13之截面形狀相似形狀或大致相似形狀之開口的擠出模具以熱塑性樹脂之熔融以上之溫度進行擠出的方法。擠出溫度較佳為較熱塑性樹脂之熔點高40〜60℃的溫度。
外周絕緣層14並不限於使用擠出成形，亦可使用含有上述熱塑性樹脂、溶劑等及視需要之各種添加劑的清漆，與上述漆包層同樣方式形成。
本發明中，於生產性之方面上，外周絕緣層14較佳藉由擠出成形而形成。
外周絕緣層14亦可含有電線中通常使用之各種添加劑。該情形時，添加劑之含量並無特別限定，相對於樹脂成分100質量份，較佳為5質量以下，更佳為3質量份以下。
外周絕緣層14之厚度從具有充分之可撓性且可防止絕緣不良的觀點，較佳為40〜200 μm。即，厚度較佳為40 μm以上，更佳為50 μm以上，藉此不會產生絕緣不良且可確保充分之絕緣性。又，由於厚度為200 μm以下，故可獲得充分之可撓性。因此，亦能使絕緣電線材料1彎曲而使用。
＜焊接用構件＞
絕緣電線材料1於平角導體13之其中一端部經由焊接部15（參照圖6及圖8）而具有焊接用構件16。
本發明中，亦可於平角導體13之端部殘留導體絕緣層12及外周絕緣層14（未剝離（去除）加工），而不使平角導體13之外周面露出。又，導體絕緣層12中，被相鄰之2個分割導體11夾持之導體絕緣層以外的導體絕緣層可被去除（參照圖6及圖8），或亦可不被去除而殘留。本發明中，僅稱為平角導體13之端部時，係包含上述各態樣全體之意。
分割導體11之端部至少殘留有分割導體11間之導體絕緣層12。如上述般，其原因在於外周絕緣層14之剝離加工無法去除。
於進行剝離加工之情形時，分割導體11之端部通常係將形成於平角導體13之外周的導體絕緣層12及外周絕緣層14剝離，使分割導體11之外周面露出（參照圖6及圖8）。該情形時，於確保焊接量之觀點，露出長度較佳為例如與平角導體13之端面相距1 mm以上。從儘量不使分割導體11露出之觀點，較佳為與平角導體13之端面相距10 mm以下。
該露出之分割導體的外周面通常係於端子等焊接絕緣電線材料後，視需要與焊接部一併被覆。
焊接用構件16係代替平角集合導體而焊接於端子等之構件。該焊接用構件16通常係由可與端子等TIG焊接之金屬形成，較佳由與分割導體11相同材質形成。例如，更佳為均由為分割導體11之較佳形成材料的上述高純度銅（無氧銅或電子管用無氧銅）形成。藉此，可提高形成之焊接部的強度。進而，可抑制焊接時因含氧、形成導體絕緣層之樹脂引起的氣孔（球狀空洞或氣洞）之產生，故而可減小焊接部分之電阻。又，藉由以與分割導體11相同材質形成焊接用構件16，可使分割導體11及焊接用構件16之間不產生熔點差，形成無論對分割導體11或焊接用構件16均牢固接合之焊接部15。
於絕緣電線材料1中，焊接用構件16形成為長方體狀之塊體，但本發明中，焊接用構件之形狀只要為可與端子等TIG焊接且可焊接之形狀，則並無特別限制，可根據焊接端子等之形狀而適當地決定。
本發明中，可焊接之形狀只要是可對於焊接用構件16之表面與平角導體13之端面的對接面自與平角導體13之軸線垂直的方向（與對接面平行）照射光纖雷射之形狀即可，例如可舉與平角導體13之端面的對接面與焊接用構件之外表面位於同一面（焊接用構件之外表面成為對接面）之形狀。該可光纖雷射焊接之形狀中，將與平角導體13之焊接部設為有底孔等凹陷部的焊接用構件之形狀由於與平角導體13之端面與對接面（凹陷部之底面）自焊接用構件之外表面位於內部側，故而並不包含於可焊接之形狀。作為焊接用構件之形狀，具體而言可列舉六面體形狀、球狀、半球狀、板狀、圓盤狀、輪環狀、半管狀（例如圖4及圖5所示之具有傾斜焊接面之V字狀）等。
焊接用構件16之尺寸亦只要為可與端子等TIG焊接之形狀，則並無特別限制，可根據焊接之端子等的形狀適當地決定。例如，絕緣電線材料1中，形成為與絕緣電線材料1之截面形狀（分割導體13之焊接於焊接用構件16之端面的形狀）相同或相似之截面（端面）形狀。
進而，圖6〜圖10所示之焊接用構件表示焊接1根平角導體之形態，但本發明中，如圖2及圖3所示，亦可為將2根以上之導體纏繞焊接之焊接用構件，於該情形時，可將多根絕緣電線材料一次性焊接於端子等。
使用於本發明之焊接用構件可藉由金屬構件之通常製造方法、例如使金屬熔液流延於規定尺寸之鑄模的方法、旋削、研磨、裁斷等而製作。
本發明中，焊接前之焊接用構件16的截面積Sc1 與平角導體13的截面積Sc 2 （合計值）之面積比[Sc1 ：Sc2 ]較佳滿足1：0.8〜1.2之範圍，更佳滿足1：0.9〜1.1之範圍。藉此，可減小與導體之大小差異，故而焊接時之操作性（作業性）提升。
本發明中，焊接前之焊接用構件16的截面積Sc1 係與焊接用構件16之焊接於平角導體13之端面（焊接面）的面積含義相同。又，平角導體13之截面積Sc2 大於平角導體13之焊接於焊接用構件之端面（焊接面）的面積，為包含導體絕緣層及外周絕緣層之絕緣電線材料的截面積。
焊接用構件16及平角導體13之端部的至少一方較佳於端面或端面附近之外周面具有含有提高焊接作業性、焊接強度之材料的層（未圖示）。作為此種材料，例如於以銅或銅合金形成焊接用構件16及平角導體13之情形時，較佳可舉錫。
錫層只要於端面或端面附近之外周面存在錫亦可不形成為層，但較佳為鍍錫層。錫層從提高拉伸強度之觀點，較佳具有0.1〜5 μm之厚度，更佳具有0.3〜3 μm之厚度。藉由使錫層之厚度處於上述範圍，可具有良好之拉伸強度。另一方面，若錫層過厚，則於熔融部容易偏析，該處成為龜裂之起點，導致拉伸強度下降。
＜焊接部＞
焊接部15係由焊接用構件16之焊接面、平角導體13之焊接面區劃的區域，通常具有焊接痕。焊接部15具體而言係自雷射光照射面（表面）至其相反之背面為止，平角導體13與焊接用構件16之對接面附近熔融、固化而一體化而成的部分。焊接部15係藉由使焊接用構件16之端面與平角導體13之端面對接，並沿著對接部自與平角導體13之軸線垂直的方向照射光纖雷射光進行焊接，從而使焊接用構件16之端面附近與平角導體13之端面附近熔融一體化而形成。
焊接部15混合有形成焊接用構件16之材料與形成平角導體13之材料（合金化、固熔），通常不含有如形成導體絕緣層12之材料般焊接時燒失（揮發）之成分。因此，即便平角導體13具有導體絕緣層12，焊接部15中亦能抑制氣孔之產生及殘留。若能抑制氣孔之殘留，則焊接部15表現出牢固之焊接強度，例如拉伸強度較佳為300 MPa以上。焊接部15之拉伸強度可藉由後述之實施例中說明之測定方法而測定。因此，焊接用構件16於絕緣電線材料1之線圈加工時、端子等之TIG焊接時、以及TIG焊接後不會自平角導體13分離、脫落等，維持焊接狀態而表現高可靠性。
當將錫層形成於焊接用構件16或平角導體13之情形時，焊接部15含有錫（元素），例如與銅合金化或固熔於銅中。
焊接用構件16與平角導體13之焊接（焊接部15之形成）係使用光纖雷射焊接裝置進行光纖雷射焊接而進行。本發明中，光纖雷射焊接亦可為熱傳導型雷射焊接，但較佳為深焊入型焊接（穿透型（keyhole）焊接）。
光纖雷射焊接裝置，例如可使用振盪波長為1084 nm（單模振盪雷射光）之光纖雷射焊接裝置「ASF1J23」（商品名、古河電氣工業公司製），使用500 W、CW光纖雷射。焊接時，雷射光束輸出調整為300〜500 W、雷射光之掃描速度調整為50〜250 mm／sec.、焦點位置之雷射光點徑調整為20 μm，以正焦（just focus）進行雷射光照射。雷射光照射位置較佳沿著對接面進行照射。再者，上述焊接條件為一例，可根據分割導體11之根數、材質等適當地變更，例如於後述之實施例中製造之電線前驅物與焊接用構件的焊接時，於將雷射光束輸出設定為300〜500 W之情形時，雷射光之掃描速度設定為100〜200 mm／sec.。光纖雷射光之照射方向如上述般係相對於焊接用構件16之表面與平角導體13之端面的對接面而與平角導體13之軸線垂直的方向（與對接面平行之方向）。
光纖雷射之雷射能量密度高，且對於焊接部需要20 mm左右之TIG焊接可將雷射以20 μm左右之窄寬度照射，故而可將焊接用構件16與平角導體13以高焊接強度焊接（形成焊接部15）。又，藉由高能量密度，焊接時可將形成導體絕緣層12、進而形成外周絕緣層14之樹脂等燒失，從而可避免焊接時產生、殘留之煙灰或氣孔引起之問題之產生（焊接強度下降等）。進而，於光纖雷射中藉由使用低向心透鏡系統可縮短處理時間，有利於量產。
本發明之絕緣電線材料，亦可使用將撚合漆包線作為分割導體之被覆線材一例之絞線（李茲線）成形為平角狀而成的平角導體，來代替將作為分割導體11之帶狀線積層而成的平角導體13。該平角導體係由漆包線形成之絞線的平角狀成形體（平角李茲線）形成。
作為具備此種平角導體之絕緣電線材料的一例，可舉圖9及圖10所示之絕緣電線材料2。該絕緣電線材料2除了平角導體23以外具有與絕緣電線材料1相同之構成。平角導體23於圖9中表示將被夾持於鄰接之分割導體21間之導體絕緣層22以外之導體絕緣層去除後的狀態，圖10中表示不去除被覆分割導體21之外周面的導體絕緣層22而殘留之狀態。
絕緣電線材料2具有之平角導體23係將1根漆包線（具有被覆外周面之導體絕緣層22的分割導體21）之周圍配置有6根漆包線的絞線成形為平角狀而形成者。具有7根分割導體21與至少被夾持於相鄰之分割導體21間的導體絕緣層22。此種平角導體23（具備其之絕緣電線材料2）係與平角導體13（具備其之絕緣電線材料1）同樣地，無法以足夠之強度TIG焊接於端子等。
成形前及成形後之分割導體除了與軸線垂直之截面形狀及尺寸以外，具有與使用於絕緣電線材料1之分割導體11相同之構成。成形前之分割導體的截面形狀為圓形。成形後之分割導體21的截面形狀及尺寸無法根據分割導體21之數目及成形壓力等一概決定，只要整體為大致平角形狀，則並無特別限制。
導體絕緣層22可使用與導體絕緣層12相同之絕緣層。該導體絕緣層22只要可獲得渦電流損失減少之效果即可，但為了使平角導體23不過厚，其厚度設定為與導體絕緣層12之厚度相同的範圍。
本發明中，絞線只要為將多根漆包線撚合而成之組線即可，撚合漆包線時之漆包線的配置、撚合方向、撚合間距等可根據用途等適當地設定。
又，平角導體23可將藉由通常之製造方法製造的絞線成形為平角狀而製造。絞線之成形方法只要為可成形平角狀之形成方法及條件即可，可與周知之平角絞線的成形方法（例如壓縮成形法、孔型壓延法）同樣方式進行。
絕緣電線材料2具有之外周絕緣層24可由與絕緣電線材料1具有之外周絕緣層14同樣的絕緣層形成。
絕緣電線材料2係與絕緣電線材料1同樣地於平角導體23之其中一端部經由焊接部（未圖示）而具有焊接用構件26。絕緣電線材料2具有之焊接部及焊接用構件26係與絕緣電線材料1具有之焊接部15及焊接用構件16相同。
本發明之絕緣電線材料亦可設為具有經由焊接部連接於平角導體之其中一端部之焊接用構件的長條狀絕緣電線，但較佳為具有經由焊接部接合於平角導體之兩端部之焊接用構件的規定長度之短條狀絕緣電線。短條狀絕緣電線之長度（全長）可根據用途等適當地設定，例如可設為10〜100 cm。此種短條絕緣電線較佳使用作為旋轉電機之線圈構裝用絕緣電線。
上述絕緣電線材料1、2及5A〜5C與絕緣電線材料之其他端部（焊接用構件）、端子等之焊接加工性優異，可藉由絕緣電線之現場施工通常採用之TIG焊接而實現電連接。尤其是絕緣電線材料1及2維持可減少渦電流損失之性能的同時表現上述優異特性。再者，即便具有焊接用構件16、26，該部分亦偏離線圈部分，故而不會妨礙渦電流損失之減少效果。
又，使用有上述絕緣電線材料1、2及5A〜5C之線圈及使用有該線圈之電氣、電子機器，線圈之絕緣電線材料的焊接加工性優異。
[本發明之絕緣電線材料之製造方法]
本發明之絕緣電線材料可藉由在具備上述導體及上述外周絕緣層之絕緣電線或電線前驅物的端部將外周絕緣層剝離去除，以導體之端面與焊接用構件之表面對接的狀態，自與導體之軸線垂直的方向（與對接面平行之方向）照射光纖雷射進行焊接而製造。
將外周絕緣層剝離去除（剝離）之方法可無特別限制地應用絕緣電線之剝離通常使用的方法。將外周絕緣層剝離去除之態樣係如導體中之說明。
本發明之絕緣電線材料之製造方法中，較佳將導體絕緣層（不包括分割導體11間之導體絕緣層）剝離去除。
繼而，於導體之端面與焊接用構件之（外）表面較佳對接之狀態下，自與導體之軸線垂直的方向照射光纖雷射進行焊接。焊接之方法及條件係如上述焊接用構件與導體之焊接（焊接部之形成）中的說明。
如此，可製造具有沿著導體之軸線方向經由焊接部接合於導體端部之焊接用構件的本發明之絕緣電線材料。
本發明之絕緣電線材料可應用於電氣、電子機器，例如適合應用於電話機用電線、變壓器用電線、構成混合動力車或電動汽車之馬達的線圈。例如，可使用作為形成旋轉電機（馬達）之定子之線圈的繞線。使用有本發明之絕緣電線材料的線圈或具備有該線圈之電氣、電子機器具有即使於高頻區域中渦電流損失亦小之優點。
又，將積層有帶狀線之平角導體13、平角李茲線之平角導體23其截面形狀為矩形（平角形狀）。截面為平角形狀之導體相較於圓形，於繞線時可提高定子心之相對於槽的槽滿率，有助於高性能化。
進而，絕緣電線材料1、2抑制因高頻特有之表面效應及近接效應引起的交流電阻增大，減少線圈之溫度上升。藉此，實現機器之高效率化、小型化、節能化、高速化。
[線圈及電氣、電子機器]
本發明之絕緣電線材料可作為線圈而利用於各種電氣、電子機器等需要電氣特性（耐電壓性）、耐熱性之領域。例如，本發明之絕緣電線材料可用於馬達或變壓器等，構成高性能之電氣、電子機器。尤其是適用作為混合動力車（HV）及電動汽車（EV）之驅動馬達用的繞線。如此，若根據本發明，可將本發明之絕緣電線材料形成為線圈而提供，作為使用有該線圈之電氣、電子機器，尤其可提供HEV、EV之驅動馬達。
本發明之線圈只要具有適合於各種電氣、電子機器之形態即可，可舉將本發明之絕緣電線材料作線圈加工而形成者、將本發明之絕緣電線材料彎曲加工後電連接規定部分（焊接用構件16）而成者等。
作為將本發明之絕緣電線材料作線圈加工而形成之線圈並無特別限定，可舉將長條之絕緣電線材料捲繞成螺旋狀者。此種線圈中，絕緣電線材料之繞線數等並無特別限定。通常，於將絕緣電線材料捲繞時使用鐵心等。
例如，如圖11所示，將本發明之絕緣電線材料（圖式中表示絕緣電線材料1）捲繞一圈或多圈在形成於核心41之槽42內，而形成線圈40。
作為將絕緣電線材料彎曲加工後電連接規定部分而成者，可舉旋轉電機等之定子中使用的線圈。此種線圈例如如圖12及圖13所示，將平角導體之兩端部具有焊接用構件的短條狀絕緣電線材料彎曲加工為U字形狀等而製作多根電線段54。並且，可舉將各電線段54之U字形狀等之2個開放端部（焊接用構件）54a交錯地連接（焊接）而成的線圈53（參照圖13）。
作為使用該線圈而成之電氣、電子機器並無特別限定。作為此種電氣、電子機器之較佳的一個態樣，例如，可舉具備圖13所示之定子50的旋轉電機（尤其是HV及EV之驅動馬達）。該旋轉電機除了具備定子50以外，可設為與以往之旋轉電機同樣之構成。
定子50除了電線段54（參照圖12）由本發明之絕緣電線材料（較佳為短條狀絕緣電線材料）形成以外，可設為與以往之定子同樣之構成。即，定子50具備定子心51且例如如圖12所示將由本發明之絕緣電線材料形成之電線段54組入定子心51之槽52。然後，形成開放端部54a電連接而成之線圈53（參照圖13）。此處，亦可將一根電線段54組入槽52，但較佳為如圖12所示將2根設為一組而組入。該定子50係將如上述般彎曲加工後之電線段54，其2個末端即開放端部54a交錯地連接而成之線圈53收納至定子心51之槽52。此時，可將電線段54之開放端部54a連接後收納至槽52，亦可於將絕緣段54收納至槽52後，將電線段54之開放端部54a彎折加工而連接。
本發明之絕緣電線材料由於使用有平角導體，例如可提高導體之截面積相對於定子心之槽截面積的比率（槽滿率），而可提高電氣、電子機器之特性。
[實施例]
以下，基於實施例更詳細地說明本發明，但本發明並不限定於該等實施例。
[實施例1]
本例中，製作圖6〜圖8所示之絕緣電線材料1。
具體而言，使用含氧量20 ppm以下之無氧銅，以3.66×0.70 mm（寬度×厚度）製作由四角以曲率半徑r＝0.10 mm倒角而成之平角狀帶狀線形成的分割導體11（參照圖7）。利用熱塑性樹脂之聚醚醯亞胺（PEI）將導體絕緣層12（參照圖6）形成於分割導體11之外周。於形成導體絕緣層12時，使用與分割導體11之形狀相似形狀之模具，將PEI清漆塗佈於分割導體11之外周。將塗佈有PEI清漆之分割導體11以烘烤時間15秒之速度通過設定為450℃之爐長8 m的烘爐內。PEI清漆係使PEI（Sabic Innovative plastics公司製，商品名：ultem 1010）溶解於N－甲基－2－吡咯啶酮（NMP）而製備。於烘烤步驟形成厚度3 μm之聚醚醯亞胺層。如此，獲得以被膜厚度3 μm之導體絕緣層12被覆外周面的分割導體11（漆包線）。
將由導體絕緣層12被覆之分割導體11於厚度方向積層3層而獲得平角導體13（參照圖8），藉由擠出成形而於其外周形成熱塑性樹脂之外周絕緣層14（參照圖8）。
擠出機之螺桿使用30 mm全螺紋、L／D＝20、壓縮比3。擠出機內之缸體溫度自樹脂投入側依序設為3個區間之溫度、300℃、380℃、380℃，且頭部之溫度設為390℃、模具部之溫度設為400℃。作為外周絕緣層14之熱塑性樹脂使用聚醚醚酮（PEEK：Solvay Specialty Polymers製，商品名：Ketaspire KT－820，相對介電係數3.1，熔點343C）。
使用擠出模進行聚醚醚酮之擠出被覆後，放置10秒鐘後進行水冷。並且，於平角導體13之外周形成厚度50 μm之外周絕緣層14，獲得截面大小為3.76 mm（寬度）×2.22 mm（高度）、長度為10 cm之電線前驅物。
進而，將被覆於與電線前驅物之一端面相距1 cm之平角導體13之外周的外周絕緣層14及導體絕緣層12去除。
另一方面，使用含氧量20 ppm以下之無氧銅，製作截面（與焊接用構件16對接之端面）之大小為3.76 mm（寬度）×2.22 mm（高度）、長度為10 cm之長方體狀焊接用構件16。焊接前之焊接用構件16之截面積Sc1 與電線前驅物之平角導體之截面積Sc2 的面積比[Sc1 ：Sc2 ]（光纖雷射焊接前）為1：1。
並且，於電線前驅物之平角導體之端面與焊接用構件之端面對接的狀態下，光纖雷射焊接對接面，藉此製作全長20 cm之帶焊接用構件16的絕緣電線材料1。光纖雷射焊接條件如以下所示。
＜光纖雷射焊接條件＞
雷射焊接裝置：ASF1J23（商品名，古河電氣工業公司製）、500 W、CW光纖雷射
雷射光束輸出：300 W
振盪波長：1084 nm（單模振盪雷射光）
掃描速度：100 mm／sec.
焦點位置之雷射光點徑：20 μm
以全條件正焦照射雷射光
雷射光照射位置：相對於對接面自與平角導體之軸線垂直的方向沿著對接位置照射
[實施例2〜4]
實施例2〜4除了將雷射光輸出及雷射光之掃描速度設為表1記載之值以外，與實施例1同樣方式獲得帶焊接用構件16之絕緣電線材料1。
[實施例5]
製作如圖9及圖10所示之焊接有焊接用構件26之絕緣電線材料2。
具體而言，準備由平角李茲線構成之平角導體23（參照圖10）。平角導體23係藉由在由無氧銅（OFC）形成之線材的外周面形成漆包層（層厚3 μm之聚醚醯亞胺層），使用7根形成絞線後，加工為平角形狀而製作。其尺寸設定為與實施例1中使用之分割導體11相同。
藉由以上述方式製作，獲得平角李茲線之平角導體23（參照圖10），藉由擠出成形而於其外周形成熱塑性樹脂之外周絕緣層24（參照圖10）。
擠出機之螺桿使用30 mm全螺紋、L／D＝20、壓縮比3。擠出機內之缸體溫度自樹脂投入側依序設為3個區間之溫度、300℃、380℃、380℃，又，頭部之溫度設為390℃、模具部之溫度設為400℃。作為外周絕緣層24之熱塑性樹脂，使用聚醚醚酮（PEEK（Solvay Specialty Polymers製，商品名：Ketaspire KT－820，相對介電係數3.1，熔點343℃）。
使用擠出模進行聚醚醚酮之擠出被覆後，放置10秒鐘後進行水冷。並且，於平角導體23之外周形成厚度50 μm之外周絕緣層24。如此，獲得截面大小為3.76 mm（高度）×2.22 mm（寬度）、長度為10 cm之電線前驅物。
進而，將被覆於與電線前驅物之一端面相距1 cm之平角導體23之外周的外周絕緣層24及導體絕緣層22去除。
另一方面，作為焊接用構件26，準備截面（與焊接用構件16對接之端面）大小為3.76 mm（寬度）×2.22 mm（高度）之無氧銅（OFC）製構件（長度為10 cm）。
焊接前之焊接用構件26之截面積Sc1 與電線前驅物之平角導體之截面積Sc2 的面積比（光纖雷射焊接前）[Sc1 ：Sc2 ]為1：1。
使上述平角導體與製作之上述電線前驅物對接，以與實施例1相同之方式對對接面進行光纖雷射焊接，藉此製作全長20 cm之帶焊接用構件26之絕緣電線材料2。
[實施例6〜8]
實施例6〜8除了將雷射光輸出及雷射光之掃描速度設為表1所記載之值以外，以與實施例5同樣之方式獲得帶焊接用構件26之絕緣電線材料2。
[實施例9〜12]
實施例9除了使用於焊接用構件之與平角導體端面對接之端面鍍敷有厚度1 μm之錫層者以外，以與實施例1同樣地方式獲得帶焊接用構件16之絕緣電線材料1。
實施例10〜12除了將雷射光輸出及雷射光之掃描速度設為表1所記載之值以外，以與實施例9同樣之方式獲得帶焊接用構件16之絕緣電線材料1。
[實施例13〜16]
實施例13除了使用於焊接用構件之與平角導體端面對接之端面鍍敷有厚度1 μm之錫層者以外，以與實施例5同樣之方式獲得帶焊接用構件26之絕緣電線材料2。
實施例14〜16除了將雷射光輸出及雷射光之掃描速度設為表1所記載之值以外，以與實施例13同樣之方式獲得帶焊接用構件26之絕緣電線材料2。
[比較例1〜8]
比較例1及2除了將雷射光輸出及雷射光之掃描速度設為表1所記載之值以外，以與實施例1同樣之方式獲得帶焊接用構件16之絕緣電線材料。
比較例3及4除了將雷射光輸出及雷射光之掃描速度設為表1所記載之值以外，以與實施例5同樣之方式獲得帶焊接用構件26之絕緣電線材料。
比較例5及6除了將雷射光輸出及雷射光之掃描速度設為表1所記載之值以外，以與實施例9同樣之方式獲得帶焊接用構件16之絕緣電線材料。
比較例7及8除了將雷射光輸出及雷射光之掃描速度設為表1所記載之值以外，以與實施例13同樣之方式獲得帶焊接用構件26之絕緣電線材料。
＜焊接部之確認＞
藉由光學顯微鏡觀察在各實施例所製造之（帶焊接用構件）絕緣電線材料中包含軸線之平面切斷後之截面，藉此可確認於與絕緣電線材料之軸線垂直的方向整體形成有焊接部（貫通焊接部）。
對以此方式製造之實施例1〜16、比較例1〜8之絕緣電線材料進行以下評價。將其評價結果示於表1。
＜平角導體與焊接用構件之焊接強度之測定＞
針對以與各實施例及比較例同樣之方式各製作3根之絕緣電線材料，依據JIS Z 2241：2011，將其與焊接用構件分別固持而進行拉伸試驗測定焊接部之強度，求出其等之平均值，設為絕緣電線材料之拉伸強度。
若拉伸強度為300 MPa以上，則判定平角導體與焊接用構件牢固焊接為焊接用構件於線圈加工時或向端子等之TIG焊接時不會自平角導體分離之程度而為「G」。另一方面，若拉伸強度未達300 MPa，則判定焊接強度不足而為「N」。判定為「G」時合格。
＜氣孔之有無確認試驗＞
焊接部之截面係以對準熔融部之中央切出截面而獲得。藉由光學顯微鏡觀察其截面之焊接部，計數直徑為0.1 mm以上之氣孔數。
若氣孔數為10個以下且平角導體與焊接用構件已貫通焊接（若形成有貫通焊接部），則光纖雷射焊接性（實施例中，僅稱為焊接性）優異而為「G」，判定為合格。此處，所謂「已貫通焊接」係指焊接用構件與平角導體自表面側（雷射光照射面側）直至背面側為止貫通形成有熔融部。即，係指焊接用構件及平角導體之表面至其背面為止形成有連續之熔融部的狀態。另一方面，若氣孔數超過10個或未貫通焊接之情形時，焊接性差而為「N」，判定為不合格。
對上述實施例1〜16、上述比較例1〜8及比較例9之絕緣電線材料進行以下評價。將其評價結果示於表2。
＜焊接用構件與端子之焊接強度試驗＞
將實施例1〜16及比較例1〜8中製作之各絕緣電線材料之焊接用構件與端子作TIG焊接。
又，作為實施例17，使用實施例7中製造之（帶焊接用構件）絕緣電線材料，對端子在下述條件下光纖雷射焊接絕緣電線材料之焊接用構件與端子。
進而，作為比較例9，藉由下述方法及條件將實施例1及5中製造之經去除外周絕緣層及導體絕緣層後的電線前驅物（分割導體）與端子作TIG焊接。
端子使用截面大小為3.76 mm（寬度）×2.22 mm（高度）之無氧銅（OFC）的平角導體。構裝中考慮之端子等雖為各種各樣，但本試驗中所有情形時端子均使用與上述之焊接用構件同等者。
焊接係於焊接用構件之端面與端子之端面對接之狀態下進行。
－TIG焊接之方法及條件－
TIG焊接係使用氬氣作為非活性氣體，以12.0 L／min向焊接部供給該氬氣，焊棒使用直徑3.2 mm之鎢棒。並且，於電流值190 A、通電時間0.1秒之條件下進行。
－光纖雷射焊接之條件－
雷射焊接裝置：ASF1J23（商品名，古河電氣工業公司製）、500 W、CW光纖雷射
雷射光束輸出：300 W
振盪波長：1084 nm（單模振盪雷射光）
掃描速度：100 mm／sec.
焦點位置之雷射光點徑：20 μm
以全條件正焦照射雷射光
雷射光照射位置：相對於對接面自與平角導體之軸線垂直的方向沿著對接位置照射
對於以如上所述之方式完成各絕緣電線材料與端子之焊接的樣品，依據JIS Z 2241：2011進行拉伸試驗，若測定之拉伸強度為300 MPa以上，則平角導體與焊接用構件牢固地焊接為焊接用構件或平角電線之端部不會自端子分離之程度而判定為「G」。另一方面，若拉伸強度未達300 MPa，則焊接強度不足而判定為「N」。判定為「G」時合格。
[表1]
[表2]
根據表1及表2可知以下。
即，為以往之焊接加工法的將自絕緣電線材料去除外周絕緣層及導體絕緣層後之電線前驅物（不將焊接用構件焊接）與端子作TGI焊接的比較例9，即便使用實施例1及5製造之電線前驅物的任一者作為電線前驅物的情形時，焊接形成者之焊接強度小，與端子等之焊接加工性差（表2）。
又，比較例1〜8製造之具有焊接用構件之絕緣電線材料雖能以足夠之焊接強度與端子TIG焊接，但如表1所示電線前驅物與焊接用構件之焊接強度小，與端子等之焊接加工性差。即，如表1所示，比較例2、4、6、8由於雷射光之掃描速度過快，故而無法形成貫通焊接（焊接性差），且焊接強度亦低。另一方面，比較例1、3、5、7由於雷射光之掃描速度過慢，故而熱影響區域擴大而拉伸強度不足。因此，雖可進行焊接用構件與端子之TIG焊接，但會擔心焊接用構件與平角導體之分離、脫離等，焊接加工性、進而可靠性差。
相對於此，可知實施例1〜16均形成與特許公報：日本特許第5449632號之圖11所示之貫通焊接同樣之貫通焊接，可實現拉伸強度高且牢固之光纖雷射焊接。又，亦可知於平角導體之外周面形成有錫層者總體而言可提高拉伸強度。進而，如表2所示，實施例1〜16之絕緣電線材料中所設之焊接用構件與端子可藉由TIG焊接法以牢固之焊接強度焊接。如此，實施例之絕緣電線材料可實現焊接用構件與端子之TIG焊接，且焊接用構件與平角導體牢固地貫通焊接而可防止其等之分離、脫離等，其結果，與端子等之焊接加工性、進而可靠性亦優異。
根據以上結果，可知實施例1〜16之絕緣電線材料與絕緣電線材料之其他端部、端子等之焊接加工性均優異，可實現利用TIG焊接之電連接。
於將實施例1〜16之各絕緣電線材料應用於線圈之情形時，由於平角導體13係由3層帶狀線形成之分割導體11或由平角李茲線形成之平角導體13，故而作為高頻特性亦能確認渦電流損失減少。
根據上述結果，可知即便使用與分割導體相同數量之具有含有單芯導體之導體與被覆其外周之外周絕緣層的絕緣電線代替含有上述分割導體之電線前驅物，亦能與含有上述分割導體之電線前驅物同樣地對焊接用構件進行光纖雷射焊接。
雖對本發明與其實施態樣一併進行了說明，但只要未特別指定，則無論於說明之任一細節，均無想要限定本發明，應在不違反附加之申請專利範圍所示的發明精神與範圍下，作廣泛地解釋。
本案主張基於2018年3月30日向日本申請專利之特願2018－067209的優先權，該特願參照於此且引入其內容作為本說明書之記載的一部分。
1、2、5A、5B、5C‧‧‧絕緣電線材料
11、21‧‧‧分割導體
12、22‧‧‧導體絕緣層
13、23‧‧‧（分割）導體
14、24‧‧‧外周絕緣層
15、35A、35B、35C‧‧‧焊接部
16、26、36A、36B、36C、36D‧‧‧焊接用構件
17‧‧‧單芯導體
38‧‧‧絕緣電線
40‧‧‧線圈
41‧‧‧核心
42‧‧‧槽
50‧‧‧定子
51‧‧‧定子心
52‧‧‧槽
53‧‧‧線圈
54‧‧‧電線段
54a‧‧‧開放端部（焊接用構件）
圖1係表示本發明之絕緣電線材料較佳實施形態之一例的概略立體圖。
圖2係表示本發明之絕緣電線材料另一較佳實施形態之一例的概略立體圖。
圖3係表示本發明之絕緣電線材料又一較佳實施形態之一例的概略立體圖。
圖4係表示使多根絕緣電線與焊接用構件對接之狀態的概略立體圖。
圖5係表示使多根絕緣電線與焊接用構件對接之其他狀態的概略立體圖。
圖6係表示本發明之絕緣電線材料較佳實施形態之一例的概略立體圖。
圖7係表示圖6所示之絕緣電線材料中具備外周絕緣層之部分於與軸線方向垂直之平面上之截面的截面圖。
圖8係表示圖6所示之絕緣電線材料中之寬度方向中央部分於與寬度方向垂直之平面上之截面的截面圖。
圖9係表示本發明之絕緣電線材料較佳另一實施形態之一例的概略立體圖。
圖10係表示圖9所示之絕緣電線材料中具備外周絕緣層之部分於與軸線方向垂直之平面上之截面的截面圖。
圖11係表示本發明之線圈較佳實施形態之一例的概略部分截面圖。
圖12係表示本發明之電氣、電子機器中使用之定子之較佳實施形態之一例的概略立體分解圖。
圖13係表示本發明之電氣、電子機器中使用之定子之較佳實施形態之一例的概略分解立體圖。

Claims (18)

  1. 一種絕緣電線材料，其具有： 一根或多根絕緣電線：具有含有單芯導體之導體及被覆該導體之外周的外周絕緣層；與 焊接用構件：沿著該單芯導體之軸線方向經由焊接部接合於該絕緣電線之至少一端部。
  2. 如請求項1所述之絕緣電線材料，其中，該導體具有被覆該單芯導體之外周面的導體絕緣層。
  3. 一種絕緣電線材料，其具有： 導體：具有相互並行或螺旋狀地配置之多根分割導體、及被夾持於該分割導體間之導體絕緣層； 外周絕緣層：被覆該導體之外周；以及 焊接用構件：沿著該導體之軸線方向經由焊接部接合於該導體之至少一端部。
  4. 如請求項1至3中任一項所述之絕緣電線材料，其中，該單芯導體或分割導體為平角導體。
  5. 如請求項3或4所述之絕緣電線材料，其中，該多根分割導體均為帶狀（ribbon）線。
  6. 如請求項3至5中任一項所述之絕緣電線材料，其中，該多根分割導體均為具有被覆外周面之導體絕緣層的漆包線， 該導體係由該漆包線形成之絞線的平角狀成形體。
  7. 如請求項1至6中任一項所述之絕緣電線材料，其中，該單芯導體或分割導體之材質為無氧銅。
  8. 如請求項1至7中任一項所述之絕緣電線材料，其中，該焊接用構件之材質為無氧銅。
  9. 如請求項7或8所述之絕緣電線材料，其中，該焊接部含有錫元素。
  10. 如請求項1至9中任一項所述之絕緣電線材料，其中，該焊接部之拉伸強度為300 MPa以上。
  11. 如請求項1至10中任一項所述之絕緣電線材料，其中，該外周絕緣層係由聚醚醚酮形成之層。
  12. 如請求項2至11中任一項所述之絕緣電線材料，其中，該導體絕緣層係由有機高分子形成之絕緣層。
  13. 如請求項2至12中任一項所述之絕緣電線材料，其中，該導體絕緣層係具有氣泡之絕緣層。
  14. 如請求項1至13中任一項所述之絕緣電線材料，其中，該焊接用構件之焊接前的截面積Sc1 、與該導體之焊接前的截面積Sc2 之面積比[Sc1 ：Sc2 ]滿足1：0.8〜1.2之範圍。
  15. 一種線圈，其具有請求項1至14中任一項所述之絕緣電線材料。
  16. 一種線圈，其具有多個請求項1至14中任一項所述之絕緣電線材料，由該絕緣電線材料之焊接用構件相互電連接而成。
  17. 電子機器，其具有請求項15或16所述之線圈。
  18. 一種絕緣電線材料之製造方法，其為請求項1至14中任一項所述之絕緣電線材料之製造方法，係於具有該導體及該外周絕緣層之電線前驅物的端部將該外周絕緣層剝離去除， 於使該導體之端面與該焊接用構件之表面對接的狀態下，自與該導體之軸線垂直的方向照射光纖雷射進行焊接。
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