TWI700710B - 絕緣線、線圈及電氣、電子機器 - Google Patents

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Abstract

本發明係一種絕緣線、將該絕緣線繞線加工而成之線圈及使用該線圈而成之電氣、電子機器，其中該絕緣線於平角導體上具有熱塑性樹脂層（A）作為被覆層，其特徵在於：於上述熱塑性樹脂層（A）之與上述絕緣線剖面之至少一條邊對應之部分的表面，具有於上述絕緣線之長邊方向上連續之至少1個突起部， 於上述絕緣線剖面中，上述突起部與具有該突起部之表面的平坦部形成曲率半徑0.01〜0.75 mm之曲部， 於上述絕緣線剖面中，上述突起部之側面具有相對於具有該突起部之表面的平坦部未達90°之傾斜面。

Description

絕緣線、線圈及電氣、電子機器
本發明係關於一種絕緣線、線圈及電氣、電子機器。
導體經絕緣皮膜被覆之絕緣電線係用於裝入至各種電氣、電子機器之線圈。線圈尤其大多被用於以馬達或變壓器為代表之電氣、電子機器。近年來，伴隨著電氣、電子機器之小型化及高性能化，絕緣電線被壓入至非常狹小之部分。因此，所有導體之剖面積（各絕緣電線之導體剖面積的合計）占定子之槽剖面積的比率（導體佔有面積率）變得非常高。即便說是電氣、電子機器之性能視定子中之槽中的導體佔有面積率而決定亦不為過。
於定子中之槽的內部細密填充有圓形剖面之絕緣電線的情形時，存在死空間（絕緣電線間之空間）。對於此種圓形剖面之絕緣電線，為了提高佔有面積率，逐漸使用導體之剖面形狀類似於四角形（正方形或長方形）之平角線的絕緣電線。相較於圓形剖面之絕緣電線，平角線之使用減少死空間，藉此可提高定子中之槽中的導體佔有面積率。
又，期望藉由減小絕緣皮膜之剖面積而提高定子中之槽中的導體佔有面積率。但是，若減小絕緣皮膜之剖面積，則會有犧牲其電性能（絕緣破壞特性等）之虞。
鑒於此種情況，專利文獻1中記載有一種繞線用之絕緣電線，其提高將絕緣紙省略之定子的槽及／或相鄰之絕緣電線間的電暈特性，使絕緣皮膜厚度薄壁化，進而不易產生損傷。該絕緣電線於導體上直接或間接地形成有熱塑性樹脂被覆層，於該熱塑性樹脂被覆層之最外層設置有突起。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2008－288106號公報
[發明所欲解決之課題]
專利文獻1所記載之發明，即便減小絕緣皮膜之剖面積，亦會於省略絕緣紙之定子的槽中表現上述性能。但是，關於用以形成絕緣電線之線圈的彎曲加工性，有使其進一步提高之餘地。
又，近年來，為了提高馬達效率而設計為流通高電流之線圈較多，因此，會較以往產生更多焦耳熱。若線圈變為高溫，則會產生渦電流損耗，馬達效率降低。因此，要求抑制線圈之溫度上升。
本發明之課題在於提供一種絕緣線，其可實現「占剖面積之導體佔有面積率大，可確保想要的間隙面積，可藉由冷卻液或氣體有效率地冷卻」之線圈，又，該絕緣線之彎曲加工性優異。又，本發明之課題在於提供一種將該絕緣線繞線加工而成之線圈。又，本發明之課題在於提供一種使用該線圈而成之電氣、電子機器。 [解決課題之技術手段]
本發明人等經潛心研究後，結果發現於平角導體上具有熱塑性樹脂層作為被覆層之絕緣線中，於上述熱塑性樹脂層之與上述絕緣線剖面之至少一條邊對應之部分的表面具有於上述絕緣線之長邊方向上連續之至少1個突起部，該突起部與具有該突起部之表面的平坦部形成特定之曲率半徑的曲部，上述突起部之側面具有相對於具有該突起部之表面的平坦部未達90°之傾斜面，藉此而使得彎曲加工性優異，提高定子之槽中的導體佔有面積率，並且，即便經線圈加工後，亦可確保用以使冷卻液或氣體等容易通過之間隙面積。本發明係基於此見解而完成者。
上述之課題係藉由以下之手段解決。 ＜1＞ 一種絕緣線，於平角導體上具有熱塑性樹脂層（A）作為被覆層，其特徵在於：於上述熱塑性樹脂層（A）之與上述絕緣線剖面之至少一條邊對應之部分的表面，具有於上述絕緣線之長邊方向上連續之至少1個突起部， 於上述絕緣線剖面中，上述突起部與具有該突起部之表面的平坦部形成曲率半徑0.01〜0.75 mm之曲部， 於上述絕緣線剖面中，上述突起部之側面具有相對於具有該突起部之表面的平坦部未達90°之傾斜面。 ＜2＞ 如＜1＞所述之絕緣線，其中，上述突起部之側面具有相對於具有上述突起部之表面的平坦部呈1〜80°之傾斜面。 ＜3＞ 如＜1＞或＜2＞所述之絕緣線，其中，上述突起部之高度為30 μm以上且3000 μm以下。 ＜4＞ 如＜1＞至＜3＞中任一項所述之絕緣線，其中，於上述熱塑性樹脂層（A）表面之與上述絕緣線剖面之至少1對的對向兩邊對應之部分的表面，分別各具有1個上述突起部。 ＜5＞ 如＜1＞至＜4＞中任一項所述之絕緣線，其中，於上述熱塑性樹脂層（A）表面之與上述絕緣線剖面之至少1對的對向兩邊對應之部分的表面，分別各具有2個上述突起部。
＜6＞ 如＜1＞至＜5＞中任一項所述之絕緣線，其中，於上述熱塑性樹脂層（A）表面之與上述絕緣線剖面之短邊對應之部分的表面，具有上述突起部。 ＜7＞ 如＜1＞至＜6＞中任一項所述之絕緣線，其中，於上述平角導體與上述熱塑性樹脂層（A）之間具有絕緣層（B），該絕緣層（B）由熱硬化性樹脂構成。 ＜8＞ 如＜1＞至＜7＞中任一項所述之絕緣線，其中，上述熱塑性樹脂層（A）之平坦部的表面粗糙度Ra為0.01 μm以上且0.5 μm以下。 ＜9＞ 如＜1＞至＜8＞中任一項所述之絕緣線，其中，上述熱塑性樹脂層（A）係由聚醚醚酮、聚伸苯硫醚、聚萘二甲酸乙二酯（polyethylene naphthalate）及／或熱塑性聚醯亞胺構成。 ＜10＞ 一種線圈，其特徵在於將＜1＞至＜9＞中任一項所述之絕緣線繞線加工而成。 ＜11＞ 一種電氣、電子機器，其特徵在於使用＜10＞所述之線圈而成。 [發明之效果]
本發明之絕緣線可實現「占剖面積之導體佔有面積率大，可確保想要的間隙面積，且可藉由冷卻液或氣體有效率地冷卻」之線圈，且該絕緣線之彎曲加工性優異。若根據本發明，可提供一種將上述絕緣線繞線加工而成之線圈。又，若根據本發明，可提供一種使用上述線圈而成之電氣、電子機器。
（絕緣線） 本發明之絕緣線於平角導體上具有熱塑性樹脂層（A）作為被覆層。本發明之絕緣線於上述熱塑性樹脂層（A）之與上述絕緣線剖面之至少一條邊對應之部分的表面，具有於上述絕緣線之長邊方向上連續之至少1個突起部。本發明之絕緣線於線剖面中，上述突起部與具有該突起部之表面具有曲率半徑0.01〜0.75 mm之曲部。於本發明之絕緣線中，上述突起部之側面具有相對於具有該突起部之表面的平坦部未達90°之傾斜面。傾斜面向突起部之中心傾斜。上述絕緣線剖面係垂直於長邊方向之剖面。
以下，參照圖1，對本發明之絕緣線之一實施形態進行說明。 本發明之絕緣線10於平角導體1上具有熱塑性樹脂層2作為被覆層。本發明之絕緣線10之與絕緣線剖面之對向的兩條長邊對應之部分的表面，分別具有於絕緣線之長邊方向上連續的2個突起部。該等突起部具有相對於具有該突起部之表面的平坦部未達90°之傾斜面5。本發明之絕緣線10之與絕緣線剖面之對向的兩條短邊對應之部分的表面，分別具有於絕緣線之長邊方向上連續的1個突起部。該等突起部具有相對於具有該突起部之表面的平坦部未達90°之傾斜面5。本發明之絕緣線10於其剖面中，上述突起部與具有該突起部之表面的平坦部之交界形成曲率半徑0.01〜0.75 mm之曲部4。
圖8係本發明之絕緣線的另一實施形態，該實施形態除於平角導體1上具有絕緣層3，且於該絕緣層3上具有熱塑性樹脂層2以外，與圖1所示之實施形態之絕緣電線相同。
再者，於圖1所示之實施形態之絕緣電線中，亦可於平角導體1與熱塑性樹脂層2之間具有中間層（A1）。圖5〜7所示之實施形態的絕緣線亦相同。 於圖8所示之實施形態的絕緣線中，亦可於平角導體1與絕緣層3之間具有中間層（A2）。又，亦可於絕緣層3與熱塑性樹脂層2之間具有中間層（B1）。圖2〜4及8所示之實施形態的絕緣線亦相同。 中間層（Al）、（A2）及（B1）係省略圖式。 又，該等各層可由1層構成，亦可由2層以上之多層構成。 以下，自平角導體依序進行說明。
＜平角導體＞ 作為用於本發明之絕緣線的平角導體，可使用通常之絕緣線所用的平角導體，可列舉銅線、鋁線等金屬導體。較佳為銅線，更佳為氧含量為30 ppm以下之低氧銅，再更佳為20 ppm以下之低氧銅或無氧銅的導體。若氧含量為30 ppm以下，則於為了焊接導體而利用熱使其熔融之情形時，於焊接部分不會產生因含氧而造成之空隙，從而可防止焊接部分之電阻劣化，且可保持焊接部分之強度。
用於本發明之絕緣線的平角導體其剖面形狀為平角形狀。平角形狀之導體相較於圓形之導體，繞線時對於定子之槽的佔有率更高。因此，適於此種用途。 平角導體就抑制自角部之部分放電的方面而言，較佳為如圖1〜8所示般於四角設置有倒角（曲率半徑r）之形狀。曲率半徑r較佳為0.6 mm以下，更佳為0.2〜0.4 mm之範圍。 平角導體之剖面的大小無特別限定，寬度（長邊）較佳為1.0〜5.0 mm，更佳為1.4〜4.0 mm，厚度（短邊）較佳為0.4〜3.0 mm，更佳為0.5〜2.5 mm。寬度（長邊）與厚度（短邊）之長度的比例較佳為1:1〜4:1。再者，本發明之絕緣線所使用的平角導體之剖面亦可為寬度與厚度為相同之長度，亦即大致正方形。於導體之剖面為大致正方形的情形時，長邊分別表示導體之剖面的1個對向兩邊，短邊則分別表示另一對向兩邊。
＜熱塑性樹脂層（A）＞ 本發明之絕緣線具有由熱塑性之樹脂構成的熱塑性樹脂層（A）。 本發明之絕緣線可於平角導體上直接具有熱塑性樹脂層（A），亦可隔著中間層（A1）、絕緣層（B）及／或中間層（B），具有熱塑性樹脂層（A）作為擠出被覆樹脂層。再者，中間層（A）及（B）可與絕緣層（B）同樣地形成。絕緣層（B）之形成方法將於後文敘述。 藉由設置擠出被覆樹脂層，可獲得部分放電產生電壓高之絕緣線。 擠出被覆法之優點在於，於製造步驟中無須使其通過焙燒爐，故可於不使平角導體之氧化皮膜層的厚度增長之情況下，增加熱塑性樹脂層（A）之厚度。
用於擠出被覆樹脂層之樹脂係使用熱塑性之樹脂，其中較佳使用耐熱性優異之熱塑性樹脂。 作為此種熱塑性樹脂，可列舉：聚四氟乙烯（PTFE）、四氟乙烯－六氟丙烯共聚物（FEP）、四氟乙烯－乙烯共聚物（ETFE）、四氟乙烯－全氟烷基乙烯基醚共聚物（PFA）、熱塑性聚醯胺（TPA）、熱塑性聚酯（TPE）、聚對酞酸乙二酯（PET）、聚對酞酸丁二酯（PBT）、熱塑性聚醯亞胺（TPI）、聚伸苯硫醚（PPS）、聚萘二甲酸乙二酯（PEN）、聚醚醚酮（PEEK）及改質聚醚醚酮（改質PEEK）等。
其中，作為PEEK，例如可列舉KetaSpire KT－820（Solvay Specialty Polymers公司製造，商品名）、PEEK450G（Victrex Japan公司製造，商品名）；作為改質PEEK，可列舉Avaspire AV－650（Solvay Specialty Polymers公司製造，商品名）、AV－651（Solvay Specialty Polymers公司製造，商品名）；作為TPI，可列舉AURUM PL450C（三井化學公司製造，商品名）；作為PPS，可列舉FORTRON 0220A9（寶理塑料公司製造，商品名）、PPS FZ－2100（DIC公司製造，商品名）；作為熱塑性PA，可列舉尼龍6,6之FDK－1（Unitika公司製造，商品名）、尼龍4,6之F－5000（Unitika公司製造，商品名）、尼龍6,T之ARLEN AE－420（三井石油化學公司製造，商品名）、尼龍9,T之Genestar N1006D（可樂麗公司製造，商品名）等市售品。
再者，作為改質PEEK，有針對PEEK將PPS、PES、PPSU及／或PEI合金化者等，例如可列舉Solvay Specialty Polymers公司製造之Avaspire AV－621、AV－630、AV－651、AV－722、及AV－848等。
該等熱塑性樹脂之中，較佳為PEEK、PPS、TPI、PEN。 其中，用於擠出被覆樹脂層之樹脂若降低部分放電產生電壓，且考慮到耐溶劑性，則進而較佳使用結晶性樹脂。 尤其本發明之絕緣線要求於線圈加工時皮膜不易損傷，故較佳使用結晶性且尤其彈性模數高之改質PEEK、PEEK、PPS。
再者，所使用之熱塑性樹脂可僅單獨使用1種，亦可混合使用2種以上。又，於由多層之熱塑性樹脂層（A）構成之積層擠出被覆樹脂層的情形時，各層可使用互不相同之熱塑性樹脂，亦可使用不同混合比率之熱塑性樹脂。 於將兩種熱塑性樹脂混合使用之情形時，例如可將兩者進行聚合物合金化而以相容型均勻之混合物的形式使用，或對非相容系之摻合物使用相容劑形成相容狀態來使用。
擠出被覆樹脂層之厚度無特別限制，較佳為30〜300 μm。該厚度係不具有突起部之狀態下的厚度，即平坦部之厚度。若擠出被覆樹脂層之厚度過小，則絕緣性降低，變得易產生部分放電劣化，無法滿足作為線圈之要求。若擠出被覆樹脂層之厚度過大，則絕緣線之剛性變得過高，彎曲加工變得困難且亦會導致成本上升。 關於本發明之絕緣線，上述擠出被覆樹脂層之厚度更佳為50〜250 μm，再更佳為60〜200 μm。
熱塑性樹脂層（A）之平坦部的表面粗糙度Ra無特別限制，Ra較佳為0.01 μm以上且0.5 μm以下。藉由處於該範圍，本發明之絕緣線利用冷卻油的冷卻效率優異。 再者，於本發明之說明中，表面粗糙度Ra係利用東京精密（股）製造之接觸式表面粗糙度計SURFCOM FLEX－50A或者其恩斯（股）製造之非接觸式雷射顯微鏡VK－X（均為商品名），根據JIS B 0601:2013以下述測定條件所求出之值。
（測定條件） 關於測定Ra之長度（測定長度），根據JIS B 0633:2001所記載之評價長度的標準值來實施測定。為了正確地測定表面形狀，視需要利用吹氣（air blow）去除表面之附著物等，或於塗佈有油等之情形時，利用滲入有己烷等有機溶劑之碎布輕輕清洗。將測定環境設為溫度25℃±5℃，濕度50%±10%。因會影響測定結果，故試樣係使皮膜不變形且儘量矯直。測定係將測定長度每1點之數據設為N＝1，並使用N＝10之平均值。
本發明之絕緣線於與絕緣線剖面之至少一條邊對應之部分的表面亦即熱塑性樹脂層（A）之表面，具有於上述絕緣線之長邊方向上連續的至少1個突起部。本發明之絕緣線於線剖面上，由上述突起部與具有該突起部之邊的平坦部所形成之曲部的曲率半徑為0.01〜0.75 mm，上述突起部之側面具有相對於具有該突起部之表面的平坦部未達90°之傾斜面。即，上述絕緣線剖面中，突起部不具有相對於具有該突起部之表面的平坦部垂直地隆起之側面部分。
藉由曲率半徑為0.01〜0.75 mm，可兼顧彎曲加工性之提高與間隙面積之確保。
又，藉由突起部於絕緣線之長邊方向上連續，可提高耐彎曲性。
又，若突起部不具有傾斜面，即突起部之側面垂直於與邊對應之部分（平坦部）的表面，則於將線材彎曲加工時，應力會集中於突起部與平坦部接觸之部分（突起部與平坦部相連之部分），擠出被覆層會產生龜裂，無法保持絕緣性。
上述傾斜面相對於平坦部表面（基準面）之角度只要未達90°即可，為了兼顧並提高間隙面積與加工性，較佳為5〜80°，更佳為10〜60°。上述角度之上限再更佳為未達60°，進而就彎曲加工性之觀點而言，特佳為未達30°。
於具有本發明之絕緣線之剖面之突起部的一條邊上，將未設置突起部之狀態之平坦部的熱塑性樹脂層（A）之膜厚（最小膜厚）設為a μm、將突起部之最大高度部分的熱塑性樹脂層（A）之膜厚（最大膜厚）設為b μm時（一條邊具有多個突起部之情形時，將各突起部之最大膜厚的平均設為b μm），a／b之值較佳為0.60以上且0.90以下。因此，於多條邊具有突起部之情形時，較佳於各邊上，a／b之值為0.60以上且0.90以下。 又，於一條邊具有多個突起部之情形時，特佳於各突起部中，a／b之值為0.60以上且0.90以下。
此處，最小膜厚如上述般為未設置突起部之狀態下的膜厚，且為於同一邊上未形成有突起部之部分的膜厚。 再者，於本發明之絕緣線中，所謂突起部並非僅限定於膜厚在突起部之兩側顯示反曲點者。例如，亦包含如於邊之端部設置有突起部之情形般，於形成有突起部之邊的端部方向或短邊方向（厚度方向）未顯示反曲點者。又，關於本發明之絕緣線中的突起部，突起部與各邊之端部或者突起部與平坦部順暢地連接。突起部與具有該突起部之邊的平坦部具有曲率半徑0.01〜0.75 mm之曲部。因該突起部並未自平坦部矩形狀地突出，故應力不會集中於突起部與各邊端部之交界或突起部與平坦部之交界。此處，當於邊之兩端附近分別各具有1個突起部時，突起部與邊之端部的連接可經由平坦部將突起部與邊之端部連接，亦可將突起部與邊之端部直接連接。
上述a／b之值較佳為0.65以上且0.85以下，更佳為0.70以上且0.80以下。
另一方面，其中之最小膜厚a較佳為30 μm以上且200 μm以下，更佳為50 μm以上且170 μm以下，進而較佳為80 μm以上且140 μm以下，特佳為90 μm以上且120 μm以下。 又，突起部之最大膜厚或者突起部之最大膜厚的平均b較佳為30 μm以上且350 μm以下，更佳為40 μm以上且250 μm以下，再更佳為50 μm以上且200 μm以下。又，平均b較佳為60 μm以上且3200 μm以下。 又，關於突起部之高度，亦即自平坦部表面至突起部最大高度部分為止之距離（b－a），為了充分地確保間隙面積並提高冷卻效率，較佳為30 μm以上且3000 μm以下，更佳為50 μm以上且300 μm以下。又，上述距離亦較佳為20 μm以上且300 μm以下。
於本發明中之突起部的剖面形狀較佳如圖1〜8所示般，厚度依序增大，若超過突起部之極大點，則反而較佳為厚度依序減小之突起部，較佳為具有1個所謂頂點之山形形狀的突起部（於該情形時，最大高度即為頂點部分）。即，若超過突起部之頂點（亦可朝極大點暫時平坦，但依序增大，換言之，不包含減小而依序增大，為極大點之頂點），則較佳為不增大而依序減小之曲線的突起部。 再者，關於1個突起部占底邊之比例，於將邊之長度設為L的情形時，較佳為L／2〜L／10。
（突起部之配置） 本發明之絕緣線之突起部的配置較佳為以下之1）〜3）。 1）於熱塑性樹脂層（A）表面之與絕緣線剖面之至少1對的對向兩邊對應之部分，分別各具有1個突起部（例如圖4、7）。藉由以此方式配置突起部，而於線圈加工時，將絕緣線向邊緣方向及平坦方向之任一方向彎曲時均可有效率地確保想要的間隙面積。 2）於熱塑性樹脂層（A）表面之與絕緣線剖面之至少1對的對向兩邊對應之部分，分別各具有2個突起部（例如圖2）。藉由以此方式配置突起部，而於堆積絕緣線時，可使絕緣線彼此穩定處於規定之位置，作為馬達搭載於車輛時之抗振動變強。 3）於熱塑性樹脂層（A）表面之與絕緣線剖面的短邊對應之部分，具有突起部（例如圖5）。藉由以此方式配置突起部，而於槽內在絕緣線與纖芯之間可產生空間，故線圈端部以外亦可有效地冷卻。
再者，本申請說明書中，所謂「邊」表示不包含具有上述曲率半徑r之角部的所謂設置突起部前之直線部分。
於本發明之絕緣線中，於與1對的對向兩邊對應之部分的表面分別具有突起部之情形時，該等突起部之a／b之值可設為相同之值，亦可設為互不相同之值。於該情形時，關於剖面形狀中對於對向之兩條邊的突起部之配置，較佳相對於對向之兩條邊的中心點或中心線，為點對稱或線對稱。關於突起部之高度，亦可於各邊中或於各突起部不同，但於同一邊具有2個突起部之情形時，若設想絕緣線之使用時，則各突起部之高度較佳為相同。
此處，於本發明之絕緣線的剖面中，於一條邊具有1個突起部之情形時，較佳於邊之中央附近具有突起部。 另一方面，於一條邊具有至少2個突起部之情形時，較佳於邊之兩端附近分別具有1個突起部。又，較佳於邊之端部附近具有1個突起部，且從自邊之中央至該邊之端部為止的中間點，至不具有突起部之側的端部為止之間，具有另一個突起部。又，較佳從自邊之中央至邊之端部為止的中間點，至邊之兩端為止之間，分別具有1個突起部。 於一條邊具有至少2個突起部之情形時，其中，較佳於邊之兩端附近分別具有1個突起部，或從自邊之中央至邊之端部為止的中間點，至邊之兩端為止之間，左右分別具有1個突起部。
再者，所謂邊之中央附近，係指於將邊之長度設為L的情形時，邊之中央及距中央±L／10之範圍。於本發明中，較佳將突起部之極大點設置於邊之中央點。 另一方面，所謂邊之端部附近，係指距邊之末端L／10的範圍。於本發明中，較佳將突起部之極大點設置於邊之端部附近。
此種剖面形狀之熱塑性樹脂層（A）可藉由使用與想要的剖面形狀相似形狀之擠出模具，利用擠出機擠出被覆而形成。
於本發明之絕緣線中，亦可於不對特性造成影響之範圍內，於獲得擠出被覆樹脂層之原料，摻合結晶成核劑、結晶促進劑、氣泡成核劑、抗氧化劑、抗靜電劑、抗紫外線劑、光穩定劑、螢光增白劑、顏料、染料、相容劑、潤滑劑、強化劑、阻燃劑、交聯劑、交聯助劑、塑化劑、增黏劑、減黏劑及彈性體等中之至少1種。又，於所獲得之絕緣線可積層由含有該等添加劑之樹脂構成之層，亦可塗佈含有該等添加劑之塗料。
＜絕緣層（B）＞ 本發明之絕緣線於平角導體與熱塑性樹脂層（A）之間，為了有效地確保耐熱性之賦予及導體之絕緣性，亦可具有至少1層由熱硬化性樹脂構成之絕緣層（B）作為琺瑯（enamel）燒附層。 再者，於本發明之絕緣線中，所謂1層，係於將構成層之樹脂及所含有之添加物完全相同之層積層的情形時視為同一層。即便由相同樹脂構成但添加物之種類或摻合量不相同等構成層之組成物不同之層係作為互不相同之層來計數。 此對於琺瑯燒附層以外之其他層而言亦相同。
琺瑯燒附層係將樹脂清漆於平角導體上多次塗佈、燒附而形成者。琺瑯燒附層亦可視需要而含有抗氧化劑、抗靜電劑、抗紫外線劑、光穩定劑、螢光增白劑、顏料、染料、相容劑、潤滑劑、強化劑、阻燃劑、交聯劑、交聯助劑、塑化劑、增黏劑、減黏劑及彈性體等中之至少1種。塗佈樹脂清漆之方法為常規方法即可，例如，有使用呈導體形狀之相似形狀之清漆塗佈用模具的方法。塗佈有該等樹脂清漆之平角導體仍然利用常規方法於焙燒爐燒附。具體之燒附條件取決於其所使用之爐的形狀等，若為大約8 m之自然對流式豎型爐，則可藉由在400〜500℃將通過時間設定為10〜90秒而達成。
樹脂清漆為了使熱硬化性樹脂清漆化而使用有機溶劑等，作為有機溶劑，只要係不妨礙熱硬化性樹脂之反應則無特別限制，例如可列舉：N－甲基－2－吡咯啶酮（NMP）、N,N－二甲基乙醯胺（DMAC）、二甲基亞碸、N,N－二甲基甲醯胺等醯胺系溶劑，N,N－二甲基乙烯脲、N,N－二甲基丙烯脲、四甲基脲等脲系溶劑，γ－丁內酯、γ－己內酯等內酯系溶劑，碳酸丙烯酯等碳酸酯系溶劑，甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮等酮系溶劑，乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸丁賽璐蘇、丁基卡必醇乙酸酯（butyl carbitol acetate）、乙酸乙賽璐蘇、乙基卡必醇乙酸酯（ethyl carbitol acetate）等酯系溶劑，二甘二甲醚、三甘二甲醚、四甘二甲醚等甘二甲醚系溶劑，甲苯、二甲苯、環己烷等烴系溶劑，環丁碸等碸系溶劑等。
該等有機溶劑之中，就高溶解性、高反應促進性等觀點而言，較佳為醯胺系溶劑、脲系溶劑，因不含有易妨礙利用加熱進行之交聯反應的氫原子，故更佳為N－甲基－2－吡咯啶酮、N,N－二甲基乙醯胺、N,N－二甲基乙烯脲、N,N－二甲基丙烯脲、四甲基脲，特佳為N－甲基－2－吡咯啶酮。
再者，為熱硬化性樹脂層（B）之琺瑯燒附層可直接設置於平角導體之外緣，亦可隔著中間層（A）設置。
熱硬化性樹脂清漆之熱硬化性樹脂，可使用通常用於琺瑯線之材料，例如可列舉：聚醯胺醯亞胺（PAI）、聚醯亞胺（PI）、聚酯醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚醯亞胺乙內醯脲改質聚酯、聚醯胺、二甲醇縮甲醛（formal）、聚胺酯、熱硬化性聚酯（PEst）、H種聚酯（HPE）、聚乙烯甲醛、環氧樹脂、聚乙內醯脲。 較佳為耐熱性優異之聚醯亞胺（PI）、聚醯胺醯亞胺（PAI）、聚酯醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚醯亞胺乙內醯脲改質聚酯等聚醯亞胺系樹脂。亦可使用紫外線硬化樹脂等。 又，該等熱硬化性樹脂可僅單獨使用1種，又，亦可混合使用2種以上。又，於由多層之熱硬化性樹脂層（B）構成之積層琺瑯燒附層的情形時，於各層可使用互不相同之熱硬化性樹脂，亦可使用不同混合比例之熱硬化性樹脂。
於本發明之絕緣線中，作為熱硬化性樹脂，較佳為選自由聚醯亞胺（PI）、聚醯胺醯亞胺（PAI）、熱硬化性聚酯（PEst）及H種聚酯（HPE）組成之群中的熱硬化性樹脂，其中，較佳為聚醯亞胺（PI）或聚醯胺醯亞胺（PAI），特佳為聚醯亞胺（PI）。
此處，所謂H種聚酯（HPE）係指藉由添加芳香族聚酯中之酚樹脂等而使樹脂改質，且耐熱類別為H種者。市售之H種聚酯（HPE）可列舉Isone1200（美國Schenectady International公司製造，商品名）等。
聚醯亞胺（PI）無特別限制，可使用全芳香族聚醯亞胺及熱硬化性芳香族聚醯亞胺等任意之聚醯亞胺樹脂。例如可列舉市售品（Unitika公司製造，商品名：Uimide；宇部興產公司製造，商品名：U－varnish；東麗・杜邦公司製造，商品名：#3000等）。又，根據常規方法，可使用藉由下述方式而獲得者：使用使芳香族四羧酸二酐與芳香族二胺類於極性溶劑中反應而獲得之聚醯胺酸溶液，藉由形成被覆時之燒附時的加熱處理而進行醯亞胺化。
作為聚醯胺醯亞胺（PAI）之具體例，可列舉市售品（例如，日立化成公司製造，商品名:HI406等）。又，根據常規方法，例如可使用下述者：於極性溶劑中使三羧酸酐與二異氰酸酯類直接反應而獲得者；或者於極性溶劑中使三羧酸酐與二胺類先反應，首先導入醯亞胺鍵，繼而利用二異氰酸酯類進行醯胺化而獲得者。 再者，聚醯胺醯亞胺（PAI）相較於其他樹脂而言，具有熱導率低，絕緣破壞電壓高，可進行燒附固化之特性。
為了減少通過焙燒爐之次數，防止平角導體與琺瑯燒附層之接著力極度降低，琺瑯燒附層之厚度較佳為80 μm以下，更佳為60 μm以下，特佳為50 μm以下。又，為了不損及為絕緣線之琺瑯線所需特性的耐電壓特性或耐熱特性，較佳為琺瑯燒附層為某程度之厚度。琺瑯燒附層之下限的厚度只要為不產生針孔之程度的厚度，則無特別限制，較佳為3 μm以上，進而較佳為6 μm以上。 琺瑯燒附層可為1層，亦可為多層。
（絕緣線之製造方法） 本發明之絕緣線之製造方法係如各層中所說明。
本發明之絕緣線可用於各種電氣、電子機器等需要耐電壓性或耐熱性之領域。例如，本發明之絕緣線可進行線圈加工而用於馬達或變壓器等，可構成高性能之電氣、電子機器。尤其適用作為HV（混合車）或EV（電動車）之驅動馬達用的繞線。 [實施例]
以下，根據實施例，進而對本發明進行詳細地說明，但本發明並非受此等所限制。
（實施例1） 參照圖1來記載。 對於平角導體1，使用剖面平角（長邊3.2 mm×短邊2.4 mm，四角之倒角之曲率半徑r＝0.3 mm）的導體（氧含量15 ppm之銅）。 將平角導體1作為芯線，擠出機之螺桿係使用30 mm全螺紋、L／D＝20、壓縮比3，如以下般形成擠出被覆樹脂層。 當形成熱塑性樹脂層2[擠出被覆樹脂層2]時，使用聚醚醚酮（PEEK）（Solvay specialty polymers公司製造，商品名：KetaSpire KT－820，相對介電常數3.1）。以擠出被覆樹脂層2之剖面之外形的形狀成為與圖1所示之形狀相似形狀之方式，使用擠出模具進行PEEK之擠出被覆，製作實施例1之絕緣線。
（實施例2） 參照圖2來記載。 對於平角導體1，使用剖面平角（長邊3.2 mm×短邊2.4 mm，四角之倒角之曲率半徑r＝0.3 mm）的導體（氧含量15 ppm之銅）。 當形成熱硬化性樹脂層3[內側絕緣層3]時，使用與形成於平角導體1上之熱硬化性樹脂層3之形狀相似形狀的模具。將聚醯亞胺樹脂（PI）清漆（Unitika公司製造，商品名：Uimide）向平角導體1塗佈，並使其以燒附時間15秒之速度通過經設定為450℃之爐長8 m的焙燒爐內，將其反覆數次，藉此形成熱硬化性樹脂層3，獲得琺瑯線。
將所獲得之琺瑯線作為芯線，擠出機之螺桿係使用30 mm全螺紋、L／D＝20、壓縮比3，如以下般形成擠出被覆樹脂層2。 擠出被覆樹脂層2係使用聚醚醚酮（PEEK）（Solvay specialty polymers公司製造，商品名：KetaSpire KT－820，相對介電常數3.1）。以擠出被覆樹脂層2之剖面之外形的形狀成為與圖2所示之形狀相似形狀之方式，使用擠出模具進行PEEK之擠出被覆。製作於熱硬化性樹脂層3之外側具有擠出被覆樹脂層2的實施例2之絕緣線。
（實施例3〜9及比較例1〜4） 除採用表1所示之構成以外，其餘皆與實施例1或2同樣地製作實施例3〜9及比較例1〜4之絕緣線。
對如上述般製作之各絕緣線進行下述之評價。將所獲得之結果彙整表示於下述表1。
（間隙面積之測定） 間隙面積係如JIS C 3216－2所記載般，利用測微計測定尺寸，根據所獲得之2個方向以A邊×B邊算出絕緣線於線圈成型後所能獲得之最大之剖面積（若參照圖3進行說明，則為將「自與一條短邊對應之部分的表面之突起部之頂點，至與對向之短邊對應之部分的表面之突起部之頂點為止的長度」，乘以「自與一條長邊對應之部分的表面之突起部之頂點，至與對向之長邊對應之部分的表面之突起部之頂點為止的長度」而算出之面積）。進而，藉由樹脂包埋及研磨後之剖面顯微鏡觀察，實測絕緣電線之剖面積。將（最大之剖面積）＝（剖面積實測值）定義為冷卻用介質所通過之間隙面積。 將評價基準示於以下。A〜C為合格。 （評價基準） A：30 mm2 以上 B：1 mm2 以上且未達30 mm2 C：0.2 mm2 以上且未達1 mm2 D：未達0.2 mm2
（彎曲性試驗） （1）20%事先拉伸後沿邊（edgewise）試驗 沿邊彎曲試驗係依據JIS C 3216－3而實施。設想於更加嚴苛之環境下使用，絕緣線係使用將上述製作後之長度設為100%而事先拉伸至120%之絕緣線。將絕緣線分別以切口（於圓周方向寬度1.0 μm、深度5 μm）部分成為中心之方式捲繞於
Figure 02_image001
1.5 mm之SUS製之棒。將熱塑性樹脂層（A）裂開，且龜裂於導體之整個面延展的絕緣線視為「C」，將龜裂雖於熱塑性樹脂層（A）延展，但未延展至導體的絕緣線視為「B」，將切口部分亦一同伸長而切口未延展的絕緣線視為「A」，以3階段進行評價。再者，「B」以上為合格水準。
（2）20%事先拉伸後平捲（flatwise）試驗 平捲彎曲試驗係依據JIS C 3216－3而實施。設想於更加嚴苛之環境下使用，絕緣線係使用將上述製作後之長度設為100%而事先拉伸至120%之絕緣線。將絕緣線分別以切口（於圓周方向寬度1.0 μm、深度5 μm）部分成為中心之方式捲繞於
Figure 02_image001
1.5 mm之SUS製之棒。將熱塑性樹脂層（A）裂開，且龜裂於導體之整個面延展的絕緣線視為「C」，將龜裂雖於熱塑性樹脂層（A）延展，但未延展至導體的絕緣線視為「B」，將切口部分亦一同伸長而切口未延展的絕緣線視為「A」，以3階段進行評價。再者，「B」以上為合格水準。
（導體佔有面積率） 上述之導體佔有面積率係以[（導體之剖面積）／（剖面積實測值）]×100（%）之形式算出。絕緣電線之剖面積及導體之剖面積係與上述間隙面積之測定同樣地，藉由樹脂包埋及研磨後之剖面顯微鏡觀察進行實測。將評價基準示於以下。 －評價基準－ A：超過94%且為100%以下 B：超過90%且為94%以下 C：超過或86%且為90%以下
[表1]
Figure 108104951-A0304-0001
＜表之備註＞ 熱塑性樹脂層（A）之厚度為平坦部之厚度。 「傾斜角度」係表示突起部之側面具有相對於具有上述突起部之基準面呈傾斜角度的傾斜面。 「連續」係指突起部於絕緣線之長邊方向上連續地形成（參照圖10），「間斷」係指突起部於絕緣線之長邊方向上不連續地形成（參照圖11）。 實施例3之熱塑性樹脂層（A）係由80 μm之PPS層及80 μm之PEEK層構成。
（熱硬化性樹脂） PI：Unitika公司製造，商品名：Uimide PAI：日立化成公司製造，商品名：HI406系列 （熱塑性樹脂） PEEK：Solvay Specialty Polymers公司製造，商品名：KetaSpire KT－820，相對介電常數3.1 PPS：DIC公司製造，商品名：FZ－2100 TPI：三井化學公司製造，商品名：AURUM PL450C PEN：帝人公司製造，商品名：Teonex TN8050SC
如從表1清楚可知，比較例1與4其曲率半徑不滿足本發明之規定，綜合評價為不合格。又，比較例2因突起部不連續故而綜合評價為不合格。又，比較例3因不具有突起部故而綜合評價為不合格。 與此相對，本發明之絕緣線（實施例1〜9）之綜合評價均為合格。
根據上述之結果，可知本發明之絕緣線可較佳地應用於線圈尤其是馬達線圈等電氣、電子機器。
將本發明與其實施態樣一起進行了說明，但本發明只要未特別指定，則不應將本發明限定於說明之任何細節部分，應於不違背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釈。
本申請係主張基於2018年2月16日於日本所提出專利申請之特願2018－25805之優先權者，該特願在此作為參照且引入其內容作為本說明書中記載之一部分。
10‧‧‧絕緣線 1‧‧‧平角導體 2‧‧‧熱塑性樹脂層（擠出被覆樹脂層） 3‧‧‧熱硬化性樹脂層（絕緣層） 4‧‧‧曲部 5‧‧‧傾斜面
圖1係本發明之一實施形態之絕緣線的示意性剖面圖，絕緣線剖面之對向的兩條長邊分別具有於絕緣線之長邊方向上連續的2個突起部，絕緣線剖面之對向的兩條短邊分別具有於絕緣線之長邊方向上連續的1個突起部。 圖2係本發明之一實施形態之絕緣線的示意性剖面圖，絕緣線剖面之對向的兩條短邊分別具有於絕緣線之長邊方向上連續的2個突起部。 圖3係本發明之一實施形態之絕緣線的示意性剖面圖，絕緣線剖面之對向的兩條長邊分別具有於絕緣線之長邊方向上連續的1個突起部，絕緣線剖面之對向的兩條短邊分別具有於絕緣線之長邊方向上連續的1個突起部。 圖4係本發明之一實施形態之絕緣線的示意性剖面圖，絕緣線剖面之對向的兩條長邊分別具有於絕緣線之長邊方向上連續的1個突起部。 圖5係本發明之一實施形態之絕緣線的示意性剖面圖，絕緣線剖面之一條短邊具有於絕緣線之長邊方向上連續的1個突起部。 圖6係本發明之一實施形態之絕緣線的示意性剖面圖，絕緣線剖面之一條長邊具有於絕緣線之長邊方向上連續的1個突起部，絕緣線剖面之一條短邊具有於絕緣線之長邊方向上連續的1個突起部。 圖7係本發明之一實施形態之絕緣線的示意性剖面圖，絕緣線剖面之對向的兩條長邊分別具有於絕緣線之長邊方向上連續的1個突起部，絕緣線剖面之對向的兩條短邊分別具有於絕緣線之長邊方向上連續的1個突起部。 圖8係本發明之一實施形態之絕緣線的示意性剖面圖，絕緣線剖面之對向的兩條長邊分別具有於絕緣線之長邊方向上連續的2個突起部，絕緣線剖面之對向的兩條短邊分別具有於絕緣線之長邊方向上連續的1個突起部。 圖9係比較例3所製作之絕緣線的示意性剖面圖。 圖10係於本發明之絕緣線的一例中，具有於長邊方向上連續之突起部之形態的示意圖。 圖11係具有於長邊方向上不連續地形成之突起部的絕緣線之一例。
1‧‧‧平角導體
2‧‧‧熱塑性樹脂層(擠出被覆樹脂層)
4‧‧‧曲部
5‧‧‧傾斜面
10‧‧‧絕緣線

Claims (11)

  1. 一種絕緣線，於平角導體上具有熱塑性樹脂層(A)作為被覆層，其特徵在於：於該熱塑性樹脂層(A)之與該絕緣線剖面之至少一條邊對應之部分的表面，具有於該絕緣線之長邊方向上連續之至少1個突起部，於該絕緣線剖面中，該突起部與具有該突起部之表面的平坦部形成曲率半徑0.01~0.75mm之曲部，於該絕緣線剖面中，該突起部之側面具有相對於具有該突起部之表面的平坦部未達90°之傾斜面。
  2. 如請求項1所述之絕緣線，其中，該突起部之側面具有相對於具有該突起部之表面的平坦部呈1~80°之傾斜面。
  3. 如請求項1或2所述之絕緣線，其中，該突起部之高度為30μm以上且3000μm以下。
  4. 如請求項1或2所述之絕緣線，其中，於該熱塑性樹脂層(A)表面之與該絕緣線剖面之至少1對的對向兩邊對應之部分的表面，分別各具有1個該突起部。
  5. 如請求項1或2所述之絕緣線，其中，於該熱塑性樹脂層(A)表面之與該絕緣線剖面之至少1對的對向兩邊對應之部分的表面，分別各具有2個該突起部。
  6. 如請求項1或2所述之絕緣線，其中，於該熱塑性樹脂層(A)表面之與該絕緣線剖面之短邊對應之部分的表面，具有該突起部。
  7. 如請求項1或2所述之絕緣線，其中，於該平角導體與該熱塑性樹脂層(A)之間具有絕緣層(B)，該絕緣層(B)係由熱硬化性樹脂構成。
  8. 如請求項1或2所述之絕緣線，其中，該熱塑性樹脂層(A)之平坦部的表面粗糙度Ra為0.01μm以上且0.5μm以下。
  9. 如請求項1或2所述之絕緣線，其中，該熱塑性樹脂層(A)係由聚醚醚酮、聚伸苯硫醚、聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate)及/或熱塑性聚醯亞胺構成。
  10. 一種線圈，將請求項1至9中任一項所述之絕緣線繞線加工而成。
  11. 一種電氣、電子機器，係使用請求項10所述之線圈而成。
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