WO2015098637A1 - 絶縁ワイヤ、モーターコイル、電気・電子機器および絶縁ワイヤの製造方法 - Google Patents

絶縁ワイヤ、モーターコイル、電気・電子機器および絶縁ワイヤの製造方法 Download PDF

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WO2015098637A1
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thermoplastic resin
thermosetting resin
insulated wire
layer
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真 大矢
恒夫 青井
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古河電気工業株式会社
古河マグネットワイヤ株式会社
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    • H02K3/32Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation

Definitions

  • the present invention relates to an insulated wire, a motor coil, an electric / electronic device, and a method for manufacturing the insulated wire.
  • insulation wires such as enameled wires used as magnet wires for space electrical equipment, aircraft electrical equipment, nuclear electrical equipment, energy electrical equipment, and automotive electrical equipment have excellent wear resistance.
  • heat aging characteristics and solvent resistance have been demanded. For example, in recent electrical equipment, it may be required that excellent heat aging characteristics can be maintained for a longer period of time.
  • coils processed with insulated wires used in motors and the like are required to handle high currents as motors become more efficient in recent years. Specifically, since a high temperature is generated by current flowing through the coil, the coil is required to have the above-described heat aging characteristics. In addition, since brittleness caused by vibration or the like causes dielectric breakdown, it is necessary to maintain the flexibility required as a coil even when used in an environment where it is continuously heated.
  • Patent Document 1 attempts to increase the thickness of the insulating film, and proposes to provide a coating resin on the outer side of the enamel wire with a thermoplastic resin having a low relative dielectric constant.
  • increasing the thickness of the insulating film lowers the space factor in a miniaturized device, and therefore some improvement is necessary.
  • Patent Document 2 discloses that the radius of curvature of the insulating coating layer of the insulating wire is reduced in order to reduce the concentration of the electric field generated when the corner portion of the insulating wire having a substantially rectangular cross section is adjacent to or in contact with the flat portion of the adjacent wire. Has been proposed to be smaller than a predetermined value. However, Patent Document 2 does not describe the above-mentioned heat aging characteristics.
  • Patent Document 3 in order to solve the problem of partial discharge, efforts are made to increase the thickness of the insulating film of the rectangular wire. For example, it has been proposed to coat an enamel rectangular wire with a thermoplastic resin. However, increasing the thickness of the insulating film decreases the space factor.
  • the inventors focused on edgewise bending workability to bend the edge surface, and further studied, the insulation coating layer has a specific configuration even when the radius of curvature of the conductor corner is small. As a result, it has been found that the bending workability of the insulated wire, in particular, the bending workability in edgewise bending for bending the edge surface can be improved.
  • edge surface refers to a surface in which the short sides of a rectangular cross section are continuously formed in the axial direction.
  • the “flat surface” is a surface in which the long side of the cross section of the flat wire is formed continuously in the axial direction.
  • the present invention has been made to solve the above-described problem, and is an insulating wire that is resistant to edgewise bending even when the radius of curvature of a conductor corner is small, and can improve the space factor in electrical equipment, and a method for manufacturing the same.
  • the purpose is to provide.
  • an object of the present invention is to provide an insulating wire excellent in heat aging characteristics in addition to edgewise bending workability and space factor, and a method for producing the same.
  • Another object of the present invention is to provide a motor coil and an electric / electronic device using the above-described excellent performance insulated wire.
  • At least one thermosetting resin layer and at least one thermoplastic resin layer are formed on a rectangular conductor having a radius of curvature r of 0.6 mm or less at both corners of at least one short side.
  • Insulated wires in order An insulated wire characterized in that a thickness t1 of the corner portion of the thermosetting resin layer and a thickness t2 of the corner portion of the thermoplastic resin layer satisfy a relationship represented by the following formula 1.
  • thermosetting resin layer at 25 ° C. is larger than the tensile modulus of elasticity of the thermoplastic resin layer at 25 ° C. Any one of (1) to (3) Insulated wire as described in 1. (5) The difference between the tensile elastic modulus at 25 ° C. of the thermosetting resin layer and the tensile elastic modulus at 25 ° C.
  • thermoplastic resin layer (“tensile elastic modulus of the thermosetting resin layer at 25 ° C.” — “ (Difference from the tensile modulus of elasticity of the thermoplastic resin layer at 25 ° C.) ”) is 250 MPa or more, and the tensile modulus of elasticity of the thermoplastic resin layer at 25 ° C. is greater than 2,500 MPa (1) to The insulated wire according to any one of (4).
  • At least one of the resins constituting the thermoplastic resin layer is a thermoplastic resin selected from the group consisting of polyetheretherketone, modified polyetheretherketone, thermoplastic polyimide, and aromatic polyamide.
  • a motor coil wherein the insulating wire according to any one of (1) to (7) is wound.
  • An electric / electronic device obtained by winding a wire using the insulating wire according to any one of (1) to (7).
  • At least one thermosetting resin layer and at least one thermoplastic resin layer are provided on a rectangular cross-section conductor having a radius of curvature r at the corners at both ends of at least one short side of 0.6 mm or less.
  • a method for manufacturing an insulated wire in order, The thickness t1 of the corner portion of the thermosetting resin layer and the thickness t2 of the corner portion of the thermoplastic resin layer satisfy the relationship represented by the following formula 1.
  • a method for producing an insulated wire comprising: a step of baking the thermosetting resin layer; and a step of extruding the thermoplastic resin layer.
  • the “cross-sectional rectangular conductor” may be simply referred to as “conductor”.
  • the “corner portion of the conductor” means a curved portion of the conductor formed with a predetermined radius of curvature.
  • the “corner portion of the thermosetting resin layer” means a portion of the thermosetting resin layer covering the corner portion of the conductor, and the “corner portion of the thermoplastic resin layer” means the corner of the conductor.
  • covered the part is meant.
  • the “corner portion of the intermediate layer” means a portion of the intermediate layer that further covers the thermosetting resin layer covering the corner portion of the conductor.
  • the cross-sectional rectangular conductor includes both a substantially rectangular conductor whose cross section has a radius of curvature described later in a corner portion and a substantially square conductor whose cross section has a radius of curvature described later in a corner portion. It is.
  • a composite layer such as a thermosetting resin layer, a thermoplastic resin layer, and an arbitrary intermediate layer is referred to as an insulating layer.
  • the present invention it is possible to provide an insulating wire excellent in a space factor, edge surface workability, that is, an edgewise bending test, and a manufacturing method thereof. Furthermore, the present invention can provide an insulated wire excellent in space factor, edgewise bending workability and heat aging characteristics, and a method for producing the same. In addition, the present invention can provide a motor coil and electrical / electronic equipment using an insulated wire having excellent performance.
  • FIG. 1A is a schematic cross section of an insulated wire according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1B shows a radius of curvature smaller than the radius of curvature of the corner portion of the conductor of FIG.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of the insulated wire of the present invention in which the corners at both ends of one short side of the cross-sectional rectangular conductor have a radius of curvature exceeding zero.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of the insulated wire of the present invention having an intermediate layer between a thermosetting resin layer and a thermoplastic resin layer.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a state in which a crack has occurred in the insulating film in an edgewise test without making a cut.
  • the insulated wire is composed of a conductor 1 and a thermosetting resin layer 2 made of a thermosetting resin covering the outer peripheral surface of the conductor 1. And a thermoplastic resin layer 3 made of a thermoplastic resin that covers the outer peripheral surface of the thermosetting resin layer 2.
  • t1 represents the thickness of the thermosetting resin layer
  • t2 represents the thermoplastic resin layer.
  • thermosetting resin layer and the thermoplastic resin layer satisfy the film thickness condition in the entire circumferential direction. Other than that is the same as the insulated wire shown to Fig.1 (a).
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of an insulated wire according to an embodiment in which the corner portions at both ends of one short side of the four corner portions of the cross-sectional rectangular conductor as the conductor 1 have a radius of curvature exceeding zero. Except for the corner portion of the conductor, it is the same as the insulated wire shown in FIGS.
  • an intermediate layer 4 exists between the thermosetting resin layer 2 and the thermoplastic resin layer 3. The rest is basically the same as the insulated wire shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b) and FIG.
  • t3 represents the thickness of the intermediate layer.
  • the distance to the point that intersects the outer peripheral line of the layer is t1, (ii ′)
  • the distance from the point that intersects the outer peripheral line of the thermosetting resin layer to the point that intersects the outer periphery of the intermediate layer is t3, (iii ′)
  • the distance from the point intersecting with the outer periphery of the intermediate layer to the point intersecting with the outer periphery of the thermoplastic resin layer is t2.
  • FIG. 4 shows how the film cracking of the thermosetting resin layer occurs in an edgewise test in which no cut is made in the insulating coating layer. This is one of the techniques that can confirm the low workability as an insulated wire by cracking the outer coating.
  • the insulated wire of this invention has a thermosetting resin layer (A) (it is also called an enamel baking layer) and a thermoplastic resin layer (B) in this order on a conductor. Moreover, the insulated wire of this invention provides the intermediate
  • the insulated wire of the present invention comprises a laminated resin-coated insulated wire having at least a thermoplastic resin layer (B) (also referred to as an extrusion-coated resin layer) on the outer periphery of the thermosetting resin layer (A). Each of these layers may be a single layer or a plurality of layers of two or more layers.
  • the conductors will be described in order.
  • the conductor used in the present invention may be any material as long as it has conductivity, and examples thereof include copper, copper alloy, aluminum, aluminum alloy, etc., but the present invention is not limited to these.
  • the conductor is copper, for example, when it is melted by heat for welding, it is preferably 99.96% or more of copper, and the oxygen content is preferably from the viewpoint of preventing the generation of voids in the welded portion due to the contained oxygen. Low oxygen copper or oxygen-free copper of 30 ppm or less, more preferably 20 ppm or less is suitable.
  • the conductor is aluminum, various aluminum alloys can be used in terms of required mechanical strength. However, for applications such as rotating electrical machines, a purity of 99.00% or more is required to obtain a high current value. Pure aluminum is preferred.
  • the conductor used in the present invention preferably has a rectangular shape in cross section.
  • the rectangular conductor has a higher space factor with respect to the stator slot than the circular conductor. Therefore, it is preferable for such applications.
  • the rectangular conductor has a shape in which chamfers (curvature radius r) are provided at four corners as shown in FIGS. 1A and 1B, for example, in order to suppress partial discharge from the corner. Is desirable. From the viewpoint of the space factor described later, the curvature radius r is preferably 0.60 mm or less, and more preferably in the range of 0.20 to 0.40 mm.
  • the size of the conductor is determined according to the use and is not particularly limited.
  • the length of one side is preferably 1.0 mm to 5.0 mm, more preferably 1.4 mm to 4.0 mm.
  • the thickness (short side) is preferably 0.4 mm to 3.0 mm, more preferably 0.5 mm to 2.5 mm.
  • the cross-sectional rectangle is common rather than the cross-sectional square.
  • the size of the conductor is not particularly limited, but the ratio of the width (long side) to the thickness (short side) is preferably 1: 1 to 4: 1.
  • the cross section of the cross-sectional rectangular conductor used in the present invention may have the same width and thickness, that is, a substantially square shape.
  • the long side means each of two opposing sides of the cross-section of the cross-sectional rectangular conductor
  • the short side means each of two other opposing sides.
  • the space factor refers to a value obtained by calculating the conductor space factor in the coil when the motor is molded so that the long sides and the short sides of the insulated wires are in contact with each other. Since the conductor space factor is high, the space factor when the coil is formed can be improved and a highly efficient motor can be manufactured. In this specification, the space factor is calculated by the following equation.
  • Space factor (%) [([long side length of conductor] ⁇ [short side length of conductor]) ⁇ ⁇ ([curvature radius of conductor corner] ⁇ 2) 2 ⁇ [curvature radius of conductor corner] 2 ⁇ ⁇ ] / ([long side length of insulated wire] ⁇ [short side length of insulated wire]) ⁇ 100
  • the space factor of an insulating wire in which an insulating coating having a thickness of 100 ⁇ m is formed on a flat surface of a conductor having a long side length of 3.0 mm, a short side length of 1.9 mm, and a corner radius of curvature of 0.30 mm is 75%.
  • the enamel baking layer has at least one thermosetting resin layer (A) made of a thermosetting resin.
  • the enamel baking layer is formed by applying and baking a resin varnish on a conductor a plurality of times.
  • the method of applying the resin varnish may be a conventional method, for example, a method using a varnish application die having a similar shape to the conductor shape, or a ⁇ universal die '' formed in a grid shape when the conductor cross-sectional shape is a quadrangle A so-called die can be used.
  • the conductor coated with these resin varnishes is also baked in a baking furnace by a conventional method.
  • the passage time is set to 400 to 650 ° C. and 10 to 90 seconds. Can be achieved.
  • the enamel baking layer which is a thermosetting resin layer (A) may be provided directly on the outer periphery of the conductor, or may be provided through an insulating layer, for example. In this case, it is assumed that this insulating layer is omitted in FIGS.
  • thermosetting resin of the thermosetting resin varnish is a thermosetting resin that can be applied to the conductor 1 and baked to form an insulating film.
  • Polyimide, polyurethane, polyamideimide, polyester, polybenzimidazole, polyesterimide, melamine resin, epoxy Resins can be used.
  • a thermosetting resin having a high elastic modulus can be used for the thermosetting resin layer 2.
  • polyester (PEst), polyesterimide (PEsI), polyimide (PI), and polyamideimide (PAI) are preferable, and polyimide (PI) and polyamideimide (PAI) are more preferable from the viewpoint of heat aging characteristics of the insulated wire.
  • Polyimide (PI) is not particularly limited, and a normal polyimide resin such as wholly aromatic polyimide and thermosetting aromatic polyimide can be used.
  • a commercially available product manufactured by Unitika Ltd., trade name: Uimide, Ube Industries, Ltd., trade name: U-Varnish, Hitachi Chemical Co., Ltd., trade name: HCI series
  • aromatic tetracarboxylic A polyamic acid solution obtained by reacting an acid dianhydride and an aromatic diamine in a polar solvent can be used, and one obtained by imidization by a heat treatment during baking at the time of forming a coating can be used. .
  • Polyamideimide (PAI) is a commercially available product (for example, Hitachi Chemical Co., Ltd., trade name: HI406 or Hitachi Chemical Co., Ltd., trade name: HPC-9000), or a conventional method such as tricarboxylic anhydride in a polar solvent. Or a product obtained by directly reacting a diamine with a tricarboxylic acid anhydride in a polar solvent, first introducing an imide bond, and then amidating with a diisocyanate. Can be used.
  • Polyamideimide (PAI) has a lower thermal conductivity than other resins, a high dielectric breakdown voltage, and can be baked and cured.
  • the polyesterimide (PEsI) is a polymer having an ester bond and an imide bond in the molecule, an imide formed from a tricarboxylic acid anhydride and an amine, a polyester formed from an alcohol and a carboxylic acid or an alkyl ester thereof, and It is formed by the free acid group or anhydride group of the imide being added to the ester forming reaction.
  • Polyesterimide (PEsI) may be a thermosetting one, and a commercially available product (for example, Toku Paint Co., Ltd., trade name: Neoheat 8600A) is used, or a tricarboxylic acid anhydride, a dicarboxylic acid compound or an alkyl ester thereof, an alcohol. It is obtained by reacting a compound and a diamine compound by a usual method.
  • a bubble-forming nucleating agent, an antioxidant, an antistatic agent, an anti-ultraviolet agent, a light stabilizer, a fluorescent agent, and the like for the thermosetting resin of the thermosetting resin varnish within a range that does not affect the characteristics.
  • Various additives such as brighteners, pigments, dyes, compatibilizers, lubricants, reinforcing agents, flame retardants, crosslinking agents, crosslinking aids, plasticizers, thickeners, thickeners, and elastomers may be added. Good.
  • the layer which consists of resin containing these additives may be laminated
  • powder having an aspect ratio such as glass fiber or carbon nanotube may be added to the paint and baked. By doing so, it is known that the powder aligns in the flow direction of the line during processing and strengthens in the bending direction.
  • the organic solvent for the thermosetting resin varnish is not particularly limited as long as it does not inhibit the reaction of the thermosetting resin, for example, N-methyl-2-pyrrolidone ( NMP), N, N-dimethylacetamide (DMAC), dimethyl sulfoxide, amide solvents such as N, N-dimethylformamide, urea such as N, N-dimethylethyleneurea, N, N-dimethylpropyleneurea, tetramethylurea Solvents, lactone solvents such as ⁇ -butyrolactone, ⁇ -caprolactone, carbonate solvents such as propylene carbonate, ketone solvents such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, ethyl acetate, n-butyl acetate, butyl cellosolve acetate, butyl carb Tall acetate, ethyl celloso Examples thereof include ester solvents such as ruba
  • amide solvents and urea solvents are preferable in terms of high solubility, high reaction acceleration, and the like, and N-methyl-2 is preferable in that it does not have a hydrogen atom that easily inhibits crosslinking reaction by heating.
  • -Pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylethyleneurea, N, N-dimethylpropyleneurea and tetramethylurea are more preferred, and N-methyl-2-pyrrolidone is particularly preferred.
  • the outer layer of the insulated wire of the present invention may be made of a thermoplastic resin. Since the insulated wire of the present invention is used as a member for an electrical component, it is preferable to use a thermoplastic resin excellent in heat resistance and chemical resistance for the thermoplastic resin layer of the present invention. In the present invention, for example, a crystalline thermoplastic resin is preferably used as such a thermoplastic resin.
  • crystallinity means a property capable of having a crystal structure regularly arranged in at least a part of a polymer chain in an environment favorable for crystallization
  • amorphous means This refers to maintaining an amorphous state having almost no crystal structure, and refers to the property that a polymer chain is in a random state upon curing.
  • thermoplastic resin examples include polyamide (PA) (nylon), polyacetal (POM), polycarbonate (PC), polyphenylene ether (including modified polyphenylene ether), polybutylene terephthalate ( In addition to general engineering plastics such as PBT), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), ultra high molecular weight polyethylene, etc., polysulfone (PSF), polyethersulfone (PES), polyphenylene sulfide (PPS), polyarylate (U Polymer), polyamideimide, polyetherketone (PEK), polyaryletherketone (PAEK), tetrafluoroethylene / ethylene copolymer (ETFE), polyetherether Super engineering plastics such as luketone (PEEK), tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), polytetrafluoroethylene (PTPE), polyamideimide, polyetherketone (PEK),
  • polyphenylene sulfide PPS
  • polyphenylene sulfide PPS
  • polyether ketone ketone PEKK
  • polyaryl ether ketone PAEK
  • PEEK polyether ether ketone
  • thermoplastic resins are general-purpose engineering plastics such as polyamide (PA), polyacetal (POM), polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene terephthalate (PET), polyphenylene sulfide (PPS), ultra high molecular weight polyethylene, and the like.
  • PA polyamide
  • POM polyacetal
  • PBT polybutylene terephthalate
  • PET polyethylene terephthalate
  • PPS polyphenylene sulfide
  • ultra high molecular weight polyethylene and the like.
  • Polyether ether ketone PEEK
  • PEK polyether ketone
  • PAEK polyaryl ether ketone
  • PEKK polyaryl ether ketone
  • TPI thermoplastic polyimide resin
  • polyether ether ketone PEEK
  • polyether ketone PEK
  • polyaryl ether ketone PAEK
  • PEEK polyether ketone ketone
  • Aurum PL450C (trade name, 25 ° C. tensile modulus: 1,880 MPa), PPS Fortron 0220A9 (trade name, 25 ° C.
  • tensile modulus 2,800 MPa
  • DIC PPS FZ-2100 trade name, tensile elastic modulus at 25 ° C .: 1,600 MPa
  • SPS Made by Kokosan Co., Ltd .: Zalek S105 trade name, 25 ° C. tensile modulus: 2,200 MPa
  • PA as nylon 6,6
  • FDK-1 trade name
  • nylon 4,6 manufactured by Unitika Ltd .: F-5000 (trade name), 25 ° C.
  • thermoplastic resin having an elastic modulus lower than the tensile elastic modulus at 25 ° C. of the thermosetting resin because the resistance to edgewise bending due to the thinning of the thermoplastic resin layer becomes strong.
  • Polyether ketone (PEK, tensile elastic modulus at 25 ° C .: 4,000 to 5,000 MPa), polyether ketone ketone (PEKK, tensile elastic modulus at 25 ° C .: 4,400 MPa), and the like.
  • the tensile elastic modulus of the thermoplastic resin is preferably 1,000 MPa or more, more preferably 2500 MPa or more at 25 ° C.
  • the upper limit of the tensile elastic modulus is not particularly limited, but when the tensile elastic modulus of the thermosetting resin used for the thermosetting resin layer is significantly higher, the stress concentrates on the outer thermoplastic resin, and edgewise. Since the probability that a crack will occur by bending increases, the pressure is preferably 800 MPa or more and less than 5,000 MPa, more preferably 2500 MPa or more, and particularly preferably 2500 MPa or more and 5000 MPa or less.
  • the tensile elastic modulus Es at 25 ° C. of the thermosetting resin used in the present invention is preferably in the range of 2,000 to 9,000 MPa.
  • the resistance to edgewise bending is improved.
  • the difference between the tensile elastic modulus of the thermoplastic resin layer and the tensile elastic modulus of the thermosetting resin layer at 25 ° C. is preferably 100 MPa or more, more preferably 250 MPa or more, and 300 MPa or more. Is more preferable, and 1,000 MPa or more is particularly preferable.
  • the difference between the tensile elastic modulus of the thermosetting resin layer at 25 ° C. and the tensile elastic modulus of the thermoplastic resin layer at 25 ° C. is 250 MPa or more, and the tensile strength of the thermoplastic resin layer at 25 ° C.
  • the tensile modulus of the layer is more preferably 2500 MPa or more.
  • modified PEEK examples include PEK / PES / PPSU / PEI alloyed with PEEK, such as Solvay AvaSpire AV-621, AV-630, AV-651, AV-722, and AV-848. Can be used.
  • the degree of crystallinity Can be lowered.
  • the thermoplastic resin be a crystalline thermoplastic resin.
  • the tensile elastic modulus can be measured according to ASTM D882, and the commercial product is described in the manufacturer's catalog.
  • thermosetting resin layer 2 amorphous thermoplastic resin is used between the thermosetting resin layer 2 and the thermoplastic resin layer 3 for the purpose of strengthening the interlayer adhesion within a range that does not impair the gist of the present invention.
  • the intermediate layer 4 may be configured.
  • the amorphous thermoplastic resin that can be used for this purpose is used after being dissolved in a solvent, the effect of adhesion can be enhanced.
  • it preferably contains at least one selected from polyetherimide, polyethersulfone, polyphenylene ether, polyphenylsulfone (PPSU) and polyimide.
  • Resin used for this layer may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for it.
  • Ultem (trade name, manufactured by GE Plastics) can be used as the polyetherimide.
  • the polyethersulfone include Sumika Excel PES (trade name, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), PES (trade name, manufactured by Mitsui Chemicals), Ultra Zone E (trade name, manufactured by BASF Japan), and Radel A (Solvay Advanced). Polymers, trade name) and the like can be used.
  • the polyphenylene ether that can be used include Zylon (trade name, manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation) and Iupiace (trade name, manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics).
  • Radel R trade name, manufactured by Solvay Advanced Polymer Co., Ltd.
  • the insulated wire of the present invention has at least one thermosetting resin layer and at least one thermoplastic resin layer, and optionally has an insulating layer composed of an intermediate layer or the like.
  • the thickness t1 and the thermosetting resin thickness t2 of the thermoplastic resin layer covering at least two corner portions of the conductor satisfy the relationship represented by the following formula 1.
  • the total thickness of the entire thermosetting resin layer is t1
  • thermoplasticity The total thickness of the entire resin layer is t2.
  • the corners at both ends of at least one short side of the rectangular conductor satisfy the above formula 1.
  • the corner portion satisfies the above formula 1
  • the edge surface in which the short side is continuously formed in the axial direction is excellent in edgewise bending workability.
  • the insulated wire of this invention which has such an edge surface is excellent in the space factor in an electric equipment.
  • the thickness of the thermoplastic resin layer that is the extrusion coating resin layer that is the outermost layer constituting the insulating layer is equal to that of the inner enamel baking layer (thermosetting resin) that constitutes the insulating layer.
  • the thickness of the thermoplastic resin layer, which is an extrusion-coated resin layer is not limited to the corners, but the inner side of the insulating layer. It is particularly preferable that the thickness of the enamel baking layer (thermosetting resin) is smaller.
  • the thickness t1 of the corner portion of the thermosetting resin layer is preferably 50 ⁇ m or more, more preferably 50 to 200 ⁇ m, still more preferably 50 to 150 ⁇ m, particularly preferably 50 to 110 ⁇ m, and most preferably 55 to 110 ⁇ m.
  • the corner portion thickness t2 of the thermoplastic resin layer is preferably 10 to 100 ⁇ m, more preferably 20 to 80 ⁇ m, and most preferably 20 to 60 ⁇ m.
  • the thickness t3 of the corner portion of the intermediate layer is preferably 2 to 20 ⁇ m, more preferably 3 to 15 ⁇ m, and further preferably 3 to 10 ⁇ m.
  • the thickness in the side other than the corner is not particularly limited as long as the above relationship is satisfied, but the thickness described below is preferable.
  • the thickness of the side portion of the thermosetting resin layer may be different from each other even if the long side and the short side are different from each other, and the two opposing sides may have the same or different thickness.
  • the thicknesses on the two sides are preferably the same.
  • the specific thickness is preferably 30 to 200 ⁇ m, more preferably 40 to 100 ⁇ m, still more preferably 40 to 80 ⁇ m, and particularly preferably 40 to 60 ⁇ m.
  • the thickness at the side of the thermoplastic resin layer As for the thickness at the side of the thermoplastic resin layer, the thickness at the long side and the short side may be different from each other, and the thickness at the two opposing sides may be the same or different from each other. It is preferable that the thicknesses at the sides are the same.
  • the specific thickness is preferably 10 to 150 ⁇ m, more preferably 20 to 110 ⁇ m, still more preferably 20 to 80 ⁇ m, and particularly preferably 30 to 60 ⁇ m.
  • the thickness of the side portion of the intermediate layer may be different between the long side and the short side, or the opposite two sides may be the same or different. Are preferably the same thickness.
  • the specific thickness is preferably 2 to 20 ⁇ m, more preferably 3 to 15 ⁇ m, still more preferably 3 to 10 ⁇ m, and particularly preferably 3 to 6 ⁇ m.
  • the insulated wire of the present invention preferably satisfies the relationship represented by the following formula 3, and particularly preferably satisfies the relationship of the formula 3 and has a tensile elastic modulus at 25 ° C. of the thermoplastic resin layer of greater than 800 MPa.
  • the resistance to the edgewise bending of the insulating wire of the rectangular conductor having the above-described radius of curvature is increased, and the workability is greatly improved.
  • the insulated wire of the present invention preferably satisfies the relationship represented by the following formula 2.
  • the resistance to edgewise bending of the insulating wire of the rectangular conductor having a radius of curvature increases, and the workability can be improved.
  • the difference between the tensile elastic modulus at 25 ° C. of the thermosetting resin layer and the tensile elastic modulus at 25 ° C. of the thermoplastic resin layer is 250 MPa or more, and 25 of the thermoplastic resin layer. It is preferable that the tensile elastic modulus at ° C is greater than 2,500 MPa, and it is more preferable that the relationship represented by the following formula 3 is also satisfied.
  • the ratio of the thickness of the thermoplastic resin layer to the thermosetting resin layer to be 0.5 or less, it is possible to enhance the resistance during bending and the damage resistance.
  • T2 / t1 is set according to the radius of curvature of the corner of the conductor, and it is preferable that this ratio also decreases as the radius of curvature decreases.
  • t2 / t1 is preferably 0.99 or less
  • t2 / t1 is preferably set to less than 0.70
  • t2 / t1 is preferably set to less than 0.50.
  • the lower limit of t2 / t1 may be in a range satisfying the characteristics, but is practically 0.2 or more.
  • Equation 1 the relationship between the thicknesses at the sides also applies to Equations 2 and 3 as preferred relationships.
  • the insulating wire of the present invention By making the insulating wire of the present invention have the above-described structure of the insulating layer, the workability with respect to edgewise bending is greatly improved and excellent.
  • the reason why such excellent workability can be obtained is thought to be due to the relationship between strain and stress as follows. That is, when the thermoplastic resin alone receives a stress in the tensile direction by bending, the stress ⁇ p is expressed by the following formula (a).
  • Ep represents the tensile elastic modulus of the thermoplastic resin
  • ⁇ p represents the strain applied to the thermoplastic resin
  • Es represents the tensile elastic modulus of the thermosetting resin
  • ⁇ s represents the strain applied to the thermosetting resin
  • the overall cross-sectional area Sall of the thermosetting resin and the thermoplastic resin is represented by the following formula (c).
  • Sp represents the sectional area of the thermoplastic resin
  • Ss represents the sectional area of the thermosetting resin
  • the generated strains of the thermosetting resin layer and the thermoplastic resin layer at the joining interface must be matched so that the discontinuity of the strain at the joining interface does not occur.
  • the tensile elastic modulus Es of the thermosetting resin used is substantially 3,500 to 9,000 MPa, such as polyimide (PI), and the tensile elasticity of the thermoplastic resin. It can be seen that the stress applied to the thermoplastic resin decreases as the ratio per cross-sectional area of the thermosetting resin layer is higher than the rate Ep. That is, this increases the possibility that cracks will not be generated.
  • PI polyimide
  • t2 / t1 of Formula 1 is less than 1.0. It is burned.
  • t2 / t1 is preferably 0.7 or less, and more preferably 0.5 or less.
  • thermoplastic resin layer when t2 / t1 is 0.5 or less, a material having a tensile modulus of elasticity of 2,500 MPa or more is desirable. By doing in this way, the fall of the rigidity of the thermoplastic resin layer by the fall of the coating thickness of a thermoplastic resin layer can be supplemented.
  • the thickness t1 of the thermosetting resin layer is not particularly limited, but 20 to 150 ⁇ m is practical and preferable. In order to make it strong against edgewise bending, 50 to 110 ⁇ m is more preferable.
  • the thickness t2 of the thermoplastic resin layer is practically 20 ⁇ m to 150 ⁇ m, and more preferably 30 to 100 ⁇ m in that a uniform film can be formed without uneven thickness.
  • t1 and t2 satisfy the relationship represented by Formula 1: t2 / t1 ⁇ 1.
  • the insulating layer of the insulating wire according to the present invention satisfies the relationship expressed by the formula 1, the stress applied to the entire insulating layer due to the edgewise bending is efficiently shared by the thermosetting resin layer, and as a result The plastic resin layer is not easily destroyed.
  • thermosetting resin layer for the formation of the thermosetting resin layer, for example, a shape similar to the outer shape of the cross section of the thermosetting resin layer formed on the conductor and an intended side portion and Use a die with a shape that provides the corner thickness.
  • a thermosetting resin layer is formed by coating the conductor with a thermosetting resin and passing it through a baking furnace set at 400 to 650 ° C. at a speed of baking time of 8 to 25 seconds, and repeating this several times. Enameled wire can be obtained.
  • the thermosetting resin layer can also be formed using an organic solvent or the like and a thermosetting resin.
  • thermoplastic resin layer An insulating wire can be obtained by using the obtained enameled wire as a core wire and extrusion-coating the thermoplastic resin onto the enameled wire using a screw of an extruder. At this time, a temperature (amorphous) that is equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin so that the shape of the outer shape of the cross section of the extrusion-coated resin layer is similar to the shape of the conductor and the thickness of the predetermined side and corner portions can be obtained.
  • the thermoplastic resin is subjected to extrusion coating using an extrusion die at a glass transition temperature or higher).
  • a thermoplastic resin layer can also be formed using an organic solvent or the like and a thermoplastic resin. It is also possible to form the intermediate layer on the enameled wire by extrusion coating or baking and further form a thermoplastic resin layer on the intermediate layer by extrusion coating.
  • the insulated wire of the present invention can be used in fields requiring voltage resistance and heat resistance, such as various electric devices (also referred to as electronic devices).
  • the insulated wire of the present invention is used in motors and transformers, and can constitute high-performance electrical equipment.
  • it is suitably used as a winding for a drive motor of HV (hybrid car) or EV (electric car).
  • HV hybrid car
  • EV electric car
  • it it is possible to provide electric devices, particularly HV and EV drive motors, including an insulating wire.
  • the insulated wire of this invention is used for a motor coil, it is also called the insulated wire for motor coils.
  • % indicating the composition means “% by mass”.
  • Insulated wires of Examples and Comparative Examples were produced as follows.
  • the thickness of the side portion and the corner portion shown in Table 1 is similar to the outer shape of the cross section of the thermosetting resin layer formed on the conductor.
  • PAI polyamideimide resin
  • the thickness of the long side and the short side on the conductor is 70 ⁇ m, and the four corners are shown.
  • a thermosetting resin layer having a thickness t1 shown in 1 of 80 ⁇ m was formed to obtain an enameled wire.
  • Polyetheretherketone resin (PEEK) (trade name: PEEK450G, tensile elastic modulus at 25 ° C .: 3,840 MPa) is used as the thermoplastic resin, and the outer shape of the cross section of the extrusion-coated resin layer is a conductor.
  • the PEEK extrusion coating was performed at 370 ° C. using an extrusion die so that the side and corner thicknesses described in Table 1 were obtained, and the outer side of the thermosetting resin layer.
  • thermoplastic resin layer extruded coated resin layer
  • t2 thickness shown in FIG. 1 at the four corners
  • Example 2 to 10 and Comparative Examples 1 to 4 Example except that the thermoplastic resin and thermosetting resin used in Example 1 and the thickness of each layer were changed to the thermoplastic resin and thermosetting resin shown in Tables 1 and 3 below and the thickness of each layer, respectively.
  • an insulating wire made of a thermoplastic resin-coated enameled wire was obtained.
  • the thermoplastic resin layer was brought into contact with the enamel baking layer, which was a thermosetting resin layer, and polyphenylene sulfide resin (PPS) (manufactured by Polyplastics, trade name: Fortron 0220A9, 25 ° C. (Tensile modulus: 2,800 MPa) layer, and this PPS layer was extrusion coated so as to be a PEEK layer using the same polyether ether ketone resin as in Example 1.
  • PPS polyphenylene sulfide resin
  • Example 11 In Example 1, the resin (PAI) varnish for forming the thermosetting resin layer [enamel baking layer] was replaced with the resin varnish described in Table 2 below. As shown, thermosetting resin layers with various thicknesses were formed to obtain enameled wires. Next, polyphenylsulfone resin (PPSU) (product name: Radel R5800, manufactured by Solvay Specialty Polymers) is dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), and a resin varnish made into a 20 mass% solution is used as a conductor.
  • PPSU polyphenylsulfone resin
  • NMP N-methyl-2-pyrrolidone
  • the enamel wire was coated, and the inside of the baking furnace having a furnace length of 8 m set at 450 ° C. Then, it was passed through at a speed of baking time of 15 seconds to form a 6 ⁇ m-thick intermediate layer (non-crystalline resin layer) [adhesive layer] to obtain an enameled wire with an adhesive layer.
  • the obtained enameled wire with an adhesive layer is a core wire, and the same PEEK as in Example 1 is used as the thermoplastic resin, and the outer layer of the intermediate layer (non-crystalline resin layer) [adhesive layer] is the same as in Example 1.
  • a thermoplastic resin layer [extruded coated resin layer] having various thicknesses as shown in Table 2 below was formed, and an insulating wire made of PEEK extruded coated enameled wire as shown in FIG. 3 was obtained.
  • Example 12-14 In Example 11, except that the thermosetting resin, the amorphous resin, the thermoplastic resin, and the thicknesses were changed as shown in Table 2 below, in the same manner as in Example 11, from the thermoplastic resin extrusion coated enamel wire An insulated wire was obtained.
  • the thermoplastic resin layer was brought into contact with the enamel baking layer, which is a thermosetting resin layer, and a modified polyetheretherketone resin (trade name: AvaSpire AV-650, tensile at 25 ° C.) (Elastic modulus: 3,700 MPa), and this PEEK layer was extrusion coated so as to be a PEEK layer using the same polyether ether ketone resin as in Example 1.
  • the enamel baking layer which is a thermosetting resin layer
  • a modified polyetheretherketone resin (trade name: AvaSpire AV-650, tensile at 25 ° C.) (Elastic modulus: 3,700 MPa)
  • the resin used in each example is shown below.
  • the resin names are indicated by abbreviations in Tables 1 to 3 below.
  • PAI Polyamideimide resin (1) Made by Hitachi Chemical, trade name: HPC-9000, tensile elastic modulus at 25 ° C .: 4,100 MPa (Used in Examples 1, 4, 8, 10, 12, 13 and Comparative Examples 1 and 2.) (2) Toyobo Co., Ltd., trade name: HR16NN, tensile elastic modulus at 25 ° C .: 6,000 MPa (Used in Example 2)
  • PI Polyimide (3) manufactured by Unitika Ltd., trade name: Uimide AR, tensile modulus at 25 ° C .: 9,500 MPa (Used in Examples 3 and 14 and Comparative Example 4)
  • Ube Industries, Ltd. trade name: U-Varnish-A, tensile modulus at 25 ° C .: 3,730 MPa (Used in Examples 5, 7, 11 and Comparative Example 3.)
  • PEsI Polyesterimide (manufactured by Tohoku Paint Co., Ltd., trade name: Neoheat 8600A, tensile elastic modulus at 25 ° C .: 2500 MPa) (Used in Example 6)
  • PEst Polyester (manufactured by Tohoku Paint Co., Ltd., trade name: LITON3300KF, tensile elastic modulus at 25 ° C .: 2,000 MPa) (Used in Example 9)
  • PEEK polyetheretherketone (manufactured by Victrex Japan, trade name: PEEK450G, tensile elastic modulus at 25 ° C .: 3,840 MPa) (Used in Examples 1, 3, 10, 11, 13 and Comparative Examples 1 and 2.)
  • Modified PEEK Modified polyetheretherketone (manufactured by Solvay, trade name: AvaSpire AV-650, tensile elastic modulus at 25 ° C .: 3,700 MPa) (Used in Examples 2, 12, and 13)
  • PEKK Polyetherketone ketone (manufactured by Oxford Performance Materials, trade name: OXPEKK-IG100, tensile elastic modulus at 25 ° C .: 4,000 MPa) (Used in Example 4)
  • TPI Thermoplastic polyimide resin (Mitsui Chemicals, trade name: Aurum PL450C, tensile elastic modulus at 25 ° C .: 1,8
  • the insulated wires obtained in Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 4 were wound and evaluated as follows.
  • the motor space factor is determined by the radius of curvature of the cross-sectional corner of the conductor. This is because when the motor coil is wound using an insulating wire having a rectangular cross-section, the side of the conductor The insulating coating of the portion (flat portion) is thinned evenly by pressure, so the contribution is small, and the insulating coating at the corner portion of the conductor is caused by maintaining the thickness of the film at the time of molding.
  • edgewise bending workability The edgewise bending test was performed in accordance with JIS 3216-3. In order to make the conditions stricter, a feather razor blade S single blade (manufactured by Feather Safety Razor Co., Ltd.) is used to bend the insulating wire obtained in Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 4, and the depth is 5 ⁇ m. The edgewise bending was carried out with an incision. The wounded insulation wires of Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 4 were bent and judged by winding them around a SUS 1.5 mm ⁇ rod so that the cut portion was the center.
  • the insulation wire with the conductor exposed is “D”, and the thermoplastic resin film is cracked, but the insulation wire where the crack did not reach the thermosetting resin layer is “B”.
  • the insulated wire that had not progressed was designated as “A” and evaluated in three stages. “B” or higher is a pass level.
  • the insulated wire that was not conducted was regarded as being particularly excellent in heat resistance, and “A” was not conducted for 400 hours or more.
  • “B” as a level that does not cause a problem, and it has not been conducted for 100 hours or more, but within 400 hours from the start of heating, it satisfies the durable life of the insulated wire and does not cause a failure within the required period.
  • the insulating wires of Examples 1 to 10 that satisfy the relationship represented by Formula 1 of the present invention have a large space factor and excellent edgewise bending workability. Furthermore, it can be seen that the insulating wires of Examples 1 to 6 and 9 that also satisfy the relationship expressed by Formula 2 of the present invention not only have excellent space factor and edgewise bending workability, but also have excellent heat aging characteristics. . In addition, although Example 10 does not satisfy the relationship represented by Formula 2 of the present invention, since PEEK is used as the thermoplastic resin, it is excellent in edgewise bending workability and heat aging characteristics.

Abstract

 少なくとも1つの短辺の両端のコーナー部の曲率半径rが0.60mm以下である断面矩形導体上に、少なくとも1層の熱硬化性樹脂層及び少なくとも1層の熱可塑性樹脂層をこの順に有し、熱硬化性樹脂層のコーナー部の厚さt1と、熱可塑性樹脂層のコーナー部の厚さt2が、下記式1で表される関係を満たす絶縁ワイヤ、その製造方法、モーターコイル及び電気・電子機器。 式1:t2/t1<1

Description

絶縁ワイヤ、モーターコイル、電気・電子機器および絶縁ワイヤの製造方法
 本発明は、絶縁ワイヤ、モーターコイル、電気・電子機器および絶縁ワイヤの製造方法に関する。
 近年の電気機器では各種性能、例えば耐熱性、機械的特性、化学的特性、電気的特性、信頼性等を従来のものより一段と高度に上げることが要求されるようになってきている。このような中で宇宙用電気機器、航空機用電気機器、原子力用電気機器、エネルギー用電気機器、自動車用電気機器用のマグネットワイヤとして用いられるエナメル線などの絶縁ワイヤには、優れた耐摩耗性、耐熱老化特性、耐溶剤性が要求されるようになってきている。例えば、近年の電気機器において、優れた耐熱老化特性をより長期間にわたって維持できることが要求されることがある。
 また、モーターや変圧器に代表される電気機器は近年、機器の小型化及び高性能化が進展している。そこで、絶縁ワイヤを巻線加工(コイル加工)して、電線を非常に狭い部分へ押しこんで使用する様な使い方が多く見られるようになった。具体的には、絶縁ワイヤをコイル加工した巻線をステータースロット中に何本入れられるかにより、そのモーターなどの回転機の性能が決定するといっても過言ではない。その結果、ステータースロット断面積に対する導体の断面積の比率(後述する占積率)の向上に対する要求が非常に高まっている。
 以上の理由から、占積率を向上させる手段として、ごく最近では導体の断面形状が四角型(正方形や長方形)に類似した平角線を使用することが行われている。平角線の使用は、占積率の向上には劇的な効果を示すが、断面平角のコーナー部がコイル加工等の曲げ加工に対して極端に弱い。そのため、強い圧力をかけての加工によって皮膜が割れてしまう問題がある。特にこのコーナー部の曲率半径が小さいほどこの曲げ加工による皮膜の割れが発生しやすいことがわかっている。
 さらに、モーターなどに使用される、絶縁ワイヤを加工したコイルは、近年のモーターの高効率化に伴い、高電流対応が求められている。具体的には、電流がコイルに流れることによって高温になるため、コイルには、上述の耐熱老化特性が要求される。また、振動などによって脆化していると絶縁破壊の原因となるので、継続して加熱される環境下で使用されてもコイルとして要求される可とう性などを維持する必要がある。
 特許文献1は、部分放電の問題を解決するため、絶縁皮膜を厚くすることを試み、比誘電率の低い熱可塑性樹脂をエナメル線の外側に被覆樹脂を設けることを提案している。
 しかしながら、絶縁皮膜を厚くすることは、小型化した機器における占積率を低下させてしまうため、何らかの改善を行うことが必要である。
 特許文献2は、断面が略四角形状の絶縁ワイヤのコーナー部が、隣接するワイヤの平坦部と隣接あるいは接触した際に生じる電界の集中を緩和させるため、該絶縁ワイヤの絶縁被覆層の曲率半径を所定値よりも小さくすることを提案している。
 しかしながら、特許文献2には、上述の耐熱老化特性について記載がない。
 特許文献3では、部分放電の課題を解決するために、平角線の絶縁皮膜の厚みを大きくする取り組みがなされている。例えば、エナメル平角線に熱可塑性樹脂を被覆することが提案されている。しかしながら、絶縁皮膜を厚くすることは占積率を低下させる。
特許第4177295号公報 特許第5137749号公報 特許第5196532号公報
 今後更なる高占積率化のためには、より導体の曲率半径を小さくしていくことが要求されると考えられる。しかしながら、導体のコーナー部の曲率半径が小さくなると、曲げ加工によって絶縁ワイヤの絶縁被覆層に割れが生じやすくなる。
 本発明者らはこの観点から、エッジ面を曲げるエッジワイズ曲げ加工性に着目し、さらに検討を重ねたところ、導体のコーナーの曲率半径が小さい場合においても、絶縁被覆層が特定の構成を有することにより絶縁ワイヤの曲げ加工性、特にエッジ面を曲げるエッジワイズ曲げにおける曲げ加工性が向上しうることを見出した。
 ここで言う「エッジ面」とは平角線の横断面の短辺が軸線方向に連続して形成する面をいう。一方、「フラット面」は平角線の横断面の長辺が軸線方向に連続して形成する面である。
 本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、導体のコーナーの曲率半径が小さくともエッジワイズ曲げに強く、電気機器における占積率を向上させることができる絶縁ワイヤとその製造方法を提供することを目的とする。さらに本発明は、エッジワイズ曲げ加工性、占積率に加えて耐熱老化特性にも優れる絶縁ワイヤとその製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は上記の優れた性能の絶縁ワイヤを用いたモーターコイルおよび電気・電子機器を提供することを目的とする。
 本発明の課題は下記の手段により解決された。
(1)少なくとも1つの短辺の両端のコーナー部の曲率半径rが0.6mm以下である断面矩形導体上に、少なくとも1層の熱硬化性樹脂層および少なくとも1層の熱可塑性樹脂層をこの順に有する絶縁ワイヤであって、
 前記熱硬化性樹脂層の前記コーナー部の厚さt1と、前記熱可塑性樹脂層の前記コーナー部の厚さt2が、下記式1で表される関係を満たすことを特徴とする絶縁ワイヤ。
       式1:t2/t1<1
(2)前記コーナー部の曲率半径rが0.40mm以下であり、かつ、前記t1およびt2が下記式2で表される関係を満たすことを特徴とする(1)に記載の絶縁ワイヤ。
       式2:t2/t1≦0.7
(3)前記t1が、50μm以上であることを特徴とする(1)または(2)に記載の絶縁ワイヤ。
(4)前記熱硬化性樹脂層の25℃における引張弾性率が、前記熱可塑性樹脂層の25℃における引張弾性率よりも大きいことを特徴とする(1)~(3)のいずれか1項に記載の絶縁ワイヤ。
(5)前記熱硬化性樹脂層の25℃における引張弾性率と、前記熱可塑性樹脂層の25℃における引張弾性率との差(「熱硬化性樹脂層の25℃における引張弾性率」―「熱可塑性樹脂層の25℃における引張弾性率との差」)が250MPa以上で、かつ前記熱可塑性樹脂層の25℃における引張弾性率が、2,500MPaより大きいことを特徴とする(1)~(4)のいずれか1項に記載の絶縁ワイヤ。
(6)前記熱可塑性樹脂層を構成する樹脂の少なくとも1種が、ポリエーテルエーテルケトン、変性ポリエーテルエーテルケトン、熱可塑性ポリイミドおよび芳香族ポリアミドからなる群から選択される熱可塑性樹脂であることを特徴とする(1)~(5)のいずれか1項に記載の絶縁ワイヤ。
(7)前記熱可塑性樹脂層と前記熱硬化性樹脂層との間に、非晶性の熱可塑性樹脂からなる中間層を有することを特徴とする(1)~(6)のいずれか1項に記載の絶縁ワイヤ。
(8)前記(1)~(7)のいずれか1項に記載の絶縁ワイヤが巻線加工されたことを特徴とするモーターコイル。
(9)前記(1)~(7)のいずれか1項に記載の絶縁ワイヤを用い巻線加工してなることを特徴とする電気・電子機器。
(10)少なくとも1つの短辺の両端のコーナー部の曲率半径rが0.6mm以下である断面矩形導体上に、少なくとも1層の熱硬化性樹脂層および少なくとも1層の熱可塑性樹脂層をこの順に有する絶縁ワイヤの製造方法であって、
 前記熱硬化性樹脂層のコーナー部の厚さt1と前記熱可塑性樹脂層のコーナー部の厚さt2が、下記式1で表される関係を満たすように、
 前記熱硬化性樹脂層を焼き付ける工程、および
 前記熱可塑性樹脂層を押出成形する工程
を含むことを特徴とする絶縁ワイヤの製造方法。
       式1:t2/t1<1
 本明細書において、「断面矩形導体」を単に「導体」と称することもある。また、「導体のコーナー部」とは、所定の曲率半径で形成された導体の曲部を意味する。
 本明細書において、「熱硬化性樹脂層のコーナー部」とは、導体のコーナー部を被覆する熱硬化性樹脂層の部位を意味し、「熱可塑性樹脂層のコーナー部」は、導体のコーナー部を被覆した熱硬化性樹脂層をさらに被覆する熱可塑性樹脂層の部位を意味する。また、「中間層のコーナー部」は、導体のコーナー部を被覆した熱硬化性樹脂層をさらに被覆する中間層の部位を意味する。
 また、本明細書において、「辺部」は各層のコーナー部以外の辺または面をさす。
 また、本明細書において、断面矩形導体は、横断面がコーナー部に後述の曲率半径を有する略長方形の導体および横断面がコーナー部に後述の曲率半径を有する略正方形の導体の両方を含む意味である。
 なお、本明細書において、熱硬化性樹脂層、熱可塑性樹脂層および任意の中間層等の複合層を絶縁層と称する。
 本発明により、占積率、エッジ面の加工性すなわちエッジワイズ曲げ試験に優れる絶縁ワイヤとその製造方法を提供できる。さらに、本発明により、占積率、エッジワイズ曲げ加工性および耐熱老化特性に優れる絶縁ワイヤとその製造方法を提供できる。また、本発明により優れた性能の絶縁ワイヤを用いたモーターコイルおよび電気・電子機器を提供できる。
 本発明の上記及び他の特徴及び利点は、適宜添付の図面を参照して、下記の記載からより明らかになるであろう。
図1(a)は、本発明の一実施態様の絶縁ワイヤの模式的な断面であり、図1(b)は、図1(a)の導体のコーナー部の曲率半径よりも小さい曲率半径を有する導体からなる本発明の絶縁ワイヤの一実施態様の断面図である。 図2は、断面矩形導体の一つの短辺の両端のコーナー部が0を超える曲率半径を有する、本発明の絶縁ワイヤの一実施態様を示した断面図である。 図3は、熱硬化性樹脂層と熱可塑性樹脂層の間に中間層を有する本発明の絶縁ワイヤの一実施態様を示した模式的な断面図である。 図4は、切込みを入れないエッジワイズ試験で絶縁皮膜に割れが発生した様子を示した模式図である。
 以下、本発明の絶縁ワイヤの好ましい実施態様について、図面を参照して説明する。
 図1(a)に断面図を示した本発明の絶縁ワイヤの実施態様において、当該絶縁ワイヤは、導体1と、導体1の外周面を被覆した熱硬化性樹脂からなる熱硬化性樹脂層2と、熱硬化性樹脂層2の外周面を被覆した、熱可塑性樹脂からなる熱可塑性樹脂層3を有してなる。なお、図1(a)および(b)において、t1は熱硬化性樹脂層の厚さを表し、t2は熱可塑性樹脂層を表す。
 図1(a)および(b)において、導体の中心と、導体のコーナー部の曲率半径rで表される円の中心を結ぶ直線が、(i)導体の外周の線と交わる点から熱硬化性樹脂層の外周の線と交わる点までの距離がt1、(ii)前記熱硬化性樹脂層の外周の線と交わる点から熱可塑性樹脂層の外周と交わる点までの距離がt2である。
 図1(b)に断面図を示した本発明の絶縁ワイヤの実施態様は、導体1として断面のコーナー部の曲率半径が、図1(a)の導体1の曲率半径よりも小さい矩形の導体を用いた絶縁ワイヤであり、熱硬化性樹脂層と熱可塑性樹脂層が全周方向で膜厚の条件を満たす。それ以外は図1(a)に示す絶縁ワイヤと同様である。
 図2は、導体1として断面矩形導体の4つのコーナー部のうち一つの短辺の両端のコーナー部が0を越える曲率半径を有する実施態様の絶縁ワイヤの断面図である。導体のコーナー部以外は、図1(a)(b)に示す絶縁ワイヤと同様である。
 図3に断面図を示した本発明の絶縁ワイヤの実施態様において、熱硬化性樹脂層2と熱可塑性樹脂層3の間に、中間層4が存在する。それ以外は基本的に図1(a)(b)、図2に示す絶縁ワイヤと同様である。
 なお、図3において、t3は中間層の厚さを表す。
 図3において、導体の中心と、導体のコーナー部の曲率半径rで表される円の中心を結ぶ直線が、その延長線上において(i’)導体の外周の線と交わる点から熱硬化性樹脂層の外周の線と交わる点までの距離がt1、(ii’)前記熱硬化性樹脂層の外周の線と交わる点から中間層の外周と交わる点までの距離がt3、(iii’)前記中間層の外周と交わる点から熱可塑性樹脂層の外側の外周と交わる点までの距離がt2である。
 図4は、絶縁被覆層に切込みを入れないエッジワイズ試験で熱硬化性樹脂層の皮膜割れが発生する様子を示す。外側の皮膜が割れることで絶縁ワイヤとしての加工性の低さを確認することができる手法の一つである。
<<絶縁ワイヤ>>
 本発明の絶縁ワイヤは、導体上に熱硬化性樹脂層(A)(エナメル焼付け層とも称す)および熱可塑性樹脂層(B)をこの順に有する。また、本発明の絶縁ワイヤは、熱硬化性樹脂層(A)と熱可塑性樹脂層(B)との間に、中間層、例えば、接着層としての非晶性樹脂層(C)を設けてもよい。本発明の絶縁ワイヤは、該熱硬化性樹脂層(A)の外周に、少なくとも熱可塑性樹脂層(B)(押出被覆樹脂層とも称す)を有する積層樹脂被覆絶縁ワイヤからなる。
 なお、これらの各層は、1層であっても2層以上の複数層からなっていてもよい。
 以下、導体から順に説明する。
<導体>
 本発明に用いる導体としては、その材質は導電性を有するものであればよく、例えば銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。導体が銅の場合、例えば溶接のために熱で溶融させた場合、含有酸素に起因する溶接部分におけるボイドの発生を防止する観点において、好ましくは銅99.96%以上、酸素含有量は好ましくは30ppm以下、より好ましくは20ppm以下の低酸素銅または無酸素銅が好適である。導体がアルミニウムの場合は、必要機械強度の点において、様々なアルミニウム合金を用いることができるが、例えば回転電機のような用途に対しては、高い電流値を得られる純度99.00%以上の純アルミニウムが好適である。
 本発明で使用する導体は、好ましくは断面形状が、平角形状である。平角形状の導体は円形のものと比較し、ステータースロットに対する占積率が高い。従って、このような用途に好ましい。
 平角形状の導体は、角部からの部分放電を抑制するという点において、例えば、図1(a)および(b)に示すように4隅に面取り(曲率半径r)を設けた形状であることが望ましい。
 後述の占積率の観点から、曲率半径rは、0.60mm以下が好ましく、0.20~0.40mmの範囲がより好ましい。
 導体のサイズは用途に応じて決めるものであるため特に制限はないが、一辺の長さが幅(長辺)は1.0mm~5.0mmが好ましく1.4mm~4.0mmがより好ましく、厚み(短辺)は0.4mm~3.0mmが好ましく、0.5mm~2.5mmがより好ましい。また、断面正方形よりも、断面長方形が一般的である。導体の大きさは、特に限定はないが、幅(長辺)と厚み(短辺)の長さの割合は、1:1~4:1が好ましい。
 なお、本発明で使用する断面矩形導体の断面は、幅と厚みが同じ長さ、すなわち、略正方形であってもよい。断面矩形導体の断面が略正方形の場合、長辺は断面矩形導体の断面の一つの対向する二つの辺の各々を意味し、短辺は別の対向する二つの辺の各々を意味する。
(占積率)
 本明細書において占積率とは、絶縁ワイヤの長辺同士、短辺同士を接するようにモーター成型した場合のコイル内での導体占積率を算出した値をいう。この導体占積率が高いことで、コイル成型したときの占積率を向上させ高効率なモーターを製造し得る。本明細書において、占積率は下記式で算出される。
 占積率(%)=〔([導体の長辺長さ]×[導体の短辺長さ])-{([導体コーナーの曲率半径]×2)-[導体コーナーの曲率半径] 2×π}〕/([絶縁ワイヤの長辺長さ]×[絶縁ワイヤの短辺長さ])×100
 一例として、長辺の長さ3.0mm、短辺の長さ1.9mm、コーナーの曲率半径が0.30mmの導体のフラット面に厚さ100μmの絶縁被覆をした絶縁ワイヤの占積率は、75%となる。
<熱硬化性樹脂層(A)>
 本発明では、エナメル焼付け層に、熱硬化性の樹脂からなる熱硬化性樹脂層(A)を少なくとも1層有する。通常は、エナメル焼付け層は、樹脂ワニスを導体上に複数回塗布、焼付けして形成したものである。
 樹脂ワニスを塗布する方法は常法でよく、例えば、導体形状の相似形としたワニス塗布用ダイスを用いる方法や、導体断面形状が四角形である場合、井桁状に形成された「ユニバーサルダイス」と呼ばれるダイスを用いることができる。これらの樹脂ワニスを塗布した導体はやはり常法にて焼付炉で焼付けされる。具体的な焼付け条件はその使用される炉の形状などに左右されるが、およそ5mの自然対流式の竪型炉であれば、400~650℃にて通過時間を10~90秒に設定することにより達成することができる。
 なお、熱硬化性樹脂層(A)であるエナメル焼付け層は、導体の外周に直接設けても、また、例えば絶縁層を介して設けてもよい。この場合、図1~3において、この絶縁層は省略されているものとする。
 熱硬化性樹脂ワニスの熱硬化性樹脂は、導体1に塗布し焼き付けて絶縁皮膜を形成できる熱硬化性樹脂でありポリイミド、ポリウレタン、ポリアミドイミド、ポリエステル、ポリベンゾイミダゾール、ポリエステルイミド、メラミン樹脂、エポキシ樹脂などを用いることができる。熱硬化性樹脂層2には弾性率の高い熱硬化性樹脂を用いることができる。
 この中でも、ポリエステル(PEst)、ポリエステルイミド(PEsI)、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)が好ましく、絶縁ワイヤの耐熱老化特性の観点からポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)がより好ましい。
 ポリイミド(PI)は、特に制限はなく全芳香族ポリイミドおよび熱硬化性芳香族ポリイミドなど通常のポリイミド樹脂を用いることができる。例えば、市販品(ユニチカ社製、商品名:Uイミド、宇部興産社製、商品名:U-ワニス、日立化成社製、商品名:HCIシリーズ)を用いるか、常法により、芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミン類を極性溶媒中で反応させて得られるポリアミド酸溶液を用い、被覆を形成する際の焼き付け時の加熱処理によってイミド化させることによって得られるものを用いることができる。
 ポリアミドイミド(PAI)は、市販品(例えば、日立化成社製、商品名:HI406や日立化成製、商品名:HPC-9000)を用いるか、常法により、例えば極性溶媒中でトリカルボン酸無水物とジイソシアネート類を直接反応させて得たもの、あるいは、極性溶媒中でトリカルボン酸無水物にジアミン類を先に反応させて、まずイミド結合を導入し、ついでジイソシアネート類でアミド化して得たものを用いることができる。
 なお、ポリアミドイミド(PAI)は、他の樹脂に比べ熱伝導率が低く、絶縁破壊電圧が高く、焼付け硬化が可能なものである。
 なお、ポリエステルイミド(PEsI)は、分子内にエステル結合とイミド結合を有するポリマーで、トリカルボン酸無水物とアミンから形成されるイミド、アルコールとカルボン酸またはそのアルキルエステルから形成されるポリエステル、そして、イミドの遊離酸基または無水基がエステル形成反応に加わることで形成される。ポリエステルイミド(PEsI)は熱硬化性のものであればよく、市販品(例えば、特塗料社製、商品名:ネオヒート8600A)を用いるか、トリカルボン酸無水物、ジカルボン酸化合物またはそのアルキルエステル、アルコール化合物およびジアミン化合物を通常の方法で反応させて得られる。
 本発明においては、特性に影響を及ぼさない範囲で、熱硬化性樹脂ワニスの熱硬化性樹脂に対して、気泡化核剤、酸化防止剤、帯電防止剤、紫外線防止剤、光安定剤、蛍光増白剤、顔料、染料、相溶化剤、滑剤、強化剤、難燃剤、架橋剤、架橋助剤、可塑剤、増粘剤、減粘剤、およびエラストマーなどの各種添加剤を配合してもよい。また、得られる絶縁ワイヤに、これらの添加剤を含有する樹脂からなる層を積層してもよいし、これらの添加剤を含有する塗料をコーティングしてもよい。
 本発明においては、引張弾性率を向上させるためにガラスファイバーやカーボンナノチューブなどアスペクト比を有する粉体を塗料に添加して焼き付けてもよい。このようにすることで、加工時に線の流れ方向に粉体が整列し、曲げ方向に対して強化することがわかっている。
 前記熱硬化性樹脂ワニスの有機溶剤は熱硬化性樹脂をワニス化させている溶媒としては、熱硬化性樹脂の反応を阻害しない限りは特に制限はなく、例えば、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAC)、ジメチルスルホキシド、N,N-ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒、N,N-ジメチルエチレンウレア、N,N-ジメチルプロピレンウレア、テトラメチル尿素等の尿素系溶媒、γ-ブチロラクトン、γ-カプロラクトン等のラクトン系溶媒、プロピレンカーボネート等のカーボネート系溶媒、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸n-ブチル、ブチルセロソルブアセテート、ブチルカルビトールアセテート、エチルセロソルブアセテート、エチルカルビトールアセテート等のエステル系溶媒、ジグライム、トリグライム、テトラグライム等のグライム系溶媒、トルエン、キシレン、シクロヘキサン等の炭化水素系溶媒、スルホラン等のスルホン系溶媒などが挙げられる。これらのうちでは高溶解性、高反応促進性等の点でアミド系溶媒、尿素系溶媒が好ましく、加熱による架橋反応を阻害しやすい水素原子をもたない等の点で、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルエチレンウレア、N,N-ジメチルプロピレンウレア、テトラメチル尿素がより好ましく、N-メチル-2-ピロリドンが特に好ましい。
<熱可塑性樹脂層(B)>
 本発明の絶縁ワイヤの外層は熱可塑性樹脂で構成されていればよい。本発明の絶縁ワイヤは、電気部品用の部材に用いられるので、本発明の熱可塑性樹脂層は、耐熱性、耐化学薬品性に優れた熱可塑性樹脂を使用することが好ましい。このような熱可塑性樹脂として、本発明においては、例えば、結晶性の熱可塑性樹脂が好ましく用いられる。
 本発明において、「結晶性」とは結晶化に好都合な環境下で、高分子の鎖の少なくとも一部に規則正しく配列された結晶組織を持つことができる特性をいい、「非晶性」とはほとんど結晶構造を持たない無定形状態を保つことをいい、硬化時に高分子の鎖がランダムな状態になる特性をいう。
 本発明の熱可塑性樹脂層に用いることができる熱可塑性樹脂としては、ポリアミド(PA)(ナイロン)、ポリアセタール(POM)、ポリカーボネート(PC)、ポリフェニレンエーテル(変性ポリフェニレンエーテルを含む)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、超高分子量ポリエチレン等の汎用エンジニアリングプラスチックの他、ポリスルホン(PSF)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリアリレート(Uポリマー)、ポリアミドイミド、ポリエーテルケトン(PEK)、ポリアリールエーテルケトン(PAEK)、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体(ETFE)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、熱可塑性ポリイミド樹脂(TPI)、ポリアミドイミド(PAI)、液晶ポリエステル等のスーパーエンジニアリングプラスチック、さらに、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)をベース樹脂とするポリマーアロイ、ABS/ポリカーボネート、ナイロン6,6、芳香族ポリアミド樹脂、ポリフェニレンエーテル/ナイロン6,6、ポリフェニレンエーテル/ポリスチレン、ポリブチレンテレフタレート/ポリカーボネート等の前記エンジニアリングプラスチックを含むポリマーアロイが挙げられる。本発明においては、耐熱性と耐ストレスクラック性の点において、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリエーテルケトンケトン(PEKK)、ポリアリールエーテルケトン(PAEK)(変性PEEKを含む)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)を特に好ましく用いることができる。これらの熱可塑性樹脂は1種単独で用いても良く、また、2種以上を組み合わせてもちいてもよい。また、上記に示した樹脂名によって使用樹脂が限定されるものではなく、先に列挙した樹脂以外にも、それらの樹脂より性能的に優れる樹脂であれば使用可能であるのは勿論である。
 これらのうち結晶性熱可塑性樹脂は、例えば、ポリアミド(PA)、ポリアセタール(POM)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、超高分子量ポリエチレン等の汎用エンジニアリングプラスチック、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)ポリエーテルケトン(PEK)、ポリアリールエーテルケトン(PAEK)(変性PEEKを含む)、ポリエーテルケトンケトン(PEKK)、熱可塑性ポリイミド樹脂(TPI)であり好ましい。特に耐薬品性に優れるものとして、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)ポリエーテルケトン(PEK)、ポリアリールエーテルケトン(PAEK)(変性PEEKを含む)、ポリエーテルケトンケトン(PEKK)がさらに好ましい。
 本発明の熱可塑性樹脂層に用いることができる熱可塑性樹脂の具体例としては、例えば、PEEKとしてビクトレックスジャパン社製のPEEK450G(商品名、25℃の引張弾性率:3,840MPa)、変性PEEKとしてソルベイ社製のアバスパイアAV-650(商品名、25℃の引張弾性率:3,700MPa)またはAV-651(商品名、25℃の引張弾性率:3,500MPa)、TPIとして三井化学社のオーラムPL450C(商品名、25℃の引張弾性率:1,880MPa)、PPSとしてポリプラスチックス社製のフォートロン0220A9(商品名、25℃の引張弾性率:2,800MPa)またはDIC社製のPPS FZ-2100(商品名、25℃の引張弾性率:1,600MPa)、SPSとして出光興産株式会社製:ザレックS105(商品名、25℃の引張弾性率:2,200MPa)、PAとしてナイロン6,6(ユニチカ社製:FDK-1(商品名)、25℃の引張弾性率:1,200MPa、)、ナイロン4,6(ユニチカ株式会社製:F-5000(商品名)、25℃の引張弾性率:1,100MPa)、ナイロン6,T(三井石油化学株式会社製:アーレンAE-420(商品名)、25℃の引張弾性率:2,400MPa)、ナイロン9,T(クラレ株式会社製:ジェネスタN1006D(商品名)、25℃の引張弾性率:1,400MPa)等の市販品を挙げることができる。熱硬化性樹脂の25℃の引張弾性率より低い弾性率の熱可塑性樹脂を選定すると熱可塑性樹脂層の薄膜化によるエッジワイズ曲げへの耐性が強くなり、より好ましい。ポリエーテルケトン(PEK、25℃の引張弾性率:4,000~5,000MPa)、ポリエーテルケトンケトン(PEKK、25℃の引張弾性率:4,400MPa)などが挙げられる。
 25℃での引張弾性率が1,000MPa未満の場合には変形する効果は高くなる。
 25℃の引張弾性率が800MPa以上の場合には熱可塑性の形状可変の能力を損なうことなく、さらに耐摩耗特性を良好なレベルで維持することが可能である。熱可塑性樹脂の引張弾性率は25℃において1,000MPa以上が好ましく、2,500MPa以上がさらに好ましい。この引張弾性率の上限値は特に限定されないが、熱硬化性樹脂層に用いられる熱硬化性樹脂の引張弾性率を大幅に上回った場合には応力が外側の熱可塑性樹脂に集中し、エッジワイズ曲げで割れが発生する確率が上がるため、800MPa以上5,000MPa未満が好ましく、2500Mpa以上がさらに好ましく、2500Mpa以上5000MPa以下が特に好ましい。
 本発明で使用される熱硬化性樹脂の25℃の引張弾性率Esは、2,000~9,000MPaの範囲内にあることが好ましい。熱硬化性樹脂層の樹脂の引張弾性率が熱可塑性樹脂の引張弾性率Epよりも高くなるとき、エッジワイズ曲げに対する耐性が向上する。エッジワイズ曲げに対する耐性向上の観点から、25℃での熱可塑性樹脂層の引張弾性率と熱硬化性樹脂層の引張弾性率との差は、100MPa以上が好ましく、250MPa以上がより好ましく、300MPa以上がさらに好ましく、1,000MPa以上が特に好ましい。
 本発明の絶縁ワイヤにおいて、25℃の熱硬化性樹脂層の引張弾性率と25℃の熱可塑性樹脂層の引張弾性率との差が、250MPa以上で、かつ25℃の熱可塑性樹脂層の引張弾性率が2,500MPa以上が好ましく、25℃の熱硬化性樹脂層の引張弾性率と25℃の熱可塑性樹脂層の引張弾性率との差が、300MPa以上で、かつ25℃の熱可塑性樹脂層の引張弾性率が2,500MPa以上がより好ましい。
 変性PEEKとしてはPEEKに対してPPS・PES・PPSU・PEIをアロイ化したものなどがあり、例えばソルベイ社製アバスパイアAV-621、AV-630、AV-651、AV-722、AV-848などを用いることができる。
 熱可塑性樹脂の25℃の引張弾性率が高いことで、熱硬化性樹脂の25℃の引張弾性率との差が小さい場合には熱可塑性樹脂層の引張弾性率を下げるために、結晶化度を低くすることが可能である。これには熱可塑性樹脂が結晶性の熱可塑性樹脂である必要がある。結晶化度を低くすることによって、熱硬化性樹脂の25℃の引張弾性率を高くすることで、熱可塑性樹脂の25℃の引張弾性率との差が大きくなってもエッジワイズ曲げに対する耐性が強くなることがわかっている。
 なお、引張弾性率はASTM D882に準じて測定することができ、市販品では、メーカーのカタログに記載されている。
<中間層(C)>
 図3を例として説明すると、熱硬化性樹脂層2と熱可塑性樹脂層3の間に本発明の趣旨を損なわない範囲内で、層間接着力の強化の目的として非晶性熱可塑性樹脂からなる中間層4が構成されていても良い。
 この目的で使用可能な非晶性熱可塑性樹脂は、溶剤に溶解させたものを焼き付けて使用すると接着の効果を高めることが可能である。例えば、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニルスルホン(PPSU)およびポリイミドから選ばれた少なくとも1種を含んでいることが好ましい。
 この層に使用する樹脂は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
 ポリエーテルイミドとしては、例えば、ウルテム(GEプラスチック社製、商品名)などを使用することができる。ポリエーテルスルホンとしては、例えば、スミカエクセルPES(住友化学社製、商品名)、PES(三井化学社製、商品名)、ウルトラゾーンE(BASFジャパン社製、商品名)、レーデルA(ソルベイアドバンストポリマーズ社製、商品名)などを使用することができる。ポリフェニレンエーテルとしては、例えば、ザイロン(旭化成ケミカルズ社製、商品名)、ユピエース(三菱エンジニアリングプラスチックス社製、商品名)などを使用することができる。ポリフェニルスルホンとしては、例えば、レーデルR(ソルベイアドバンストポリマー社製、商品名)などを使用することができる。
(各層の厚みの関係)
 本発明の絶縁ワイヤは、少なくとも1層の熱硬化性樹脂層および少なくとも1層の熱可塑性樹脂層を有し、必要に応じて中間層等からなる絶縁層を有する。
 ここで、本発明では、導体の少なくとも2つのコーナー部分を被覆する熱可塑性樹脂層の厚さt1と熱硬化性樹脂厚さt2は下記式1で表される関係を満たす。
 なお、熱硬化性樹脂層が2層以上の積層である場合、熱硬化性樹脂層全体の合計厚みがt1であり、同様に、熱可塑性樹脂層が2層以上の積層である場合、熱可塑性樹脂層全体の合計厚みがt2である。
       式1:t2/t1<1
 本発明の絶縁電線は、断面矩形導体の少なくとも一つの短辺の両端のコーナー部が上記式1を満たす。該コーナー部が上記式1を満たすことにより、前記短辺が軸線方向に連続して形成されるエッジ面は、エッジワイズ曲げ加工性に優れる。そして、このようなエッジ面を有する本発明の絶縁電線は、電気機器における占積率に優れる。
 また、本発明の絶縁電線は、好ましくは、断面矩形導体の4つのコーナー部のうち3つのコーナー部がいずれも上記式1を満たし、特に好ましくは、4つのコーナー部がいずれも上記式1を満たす。
 なお、上記式はコーナー部分において、絶縁層を構成する最外層である押出被覆樹脂層である熱可塑性樹脂層の厚さが、絶縁層を構成する内側のエナメル焼付け層(熱硬化性樹脂)の厚さよりも薄いことを意味するものであるが、本発明では、コーナーだけでなく、4つの辺部分においても、押出被覆樹脂層である熱可塑性樹脂層の厚さが、絶縁層を構成する内側のエナメル焼付け層(熱硬化性樹脂)の厚さよりも薄いことが特に好ましい。
 すなわち、長辺、短辺のいずれにおいても、熱可塑性樹脂層の厚みをt2’、熱硬化性樹脂の厚みをt1’として、t2’をt2とし、t1’をt1とした場合、上記式1を満たすことが、特に好ましい。
 なお、上記熱硬化性樹脂層コーナー部の厚さt1は、50μm以上が好ましく、50~200μmがより好ましく、50~150μmがさら好ましく、50~110μmが特に好ましく、55~110μmがなかでも好ましい。
 一方、上記熱可塑性樹脂層のコーナー部の厚さt2は、10~100μmが好ましく、20~80μmがより好ましく、20~60μmがなかでも好ましい。
 また、中間層を有する場合、中間層のコーナー部の厚みt3は、2~20μmが好ましく、3~15μmがより好ましく、3~10μmがさらに好ましい。
 本発明において、コーナー部以外の辺における厚みは、好ましくは、上記関係を満たすのであれば、特に限定されるものではないが、以下に記載する厚みであることが好ましい。
(熱硬化性樹脂層の辺部での厚み)
 熱硬化性樹脂層の辺部での厚みは、長辺と短辺での厚みが互いに異なっていても、また対向する2辺での厚みが互いに同じでも異なっていても構わないが、対向する2辺での厚みが互いに同じ厚さであることが好ましい。具体的な厚さとしては、30~200μmが好ましく、40~100μmがより好ましく、40~80μmがさらに好ましく、40~60μmが特に好ましい。
(熱可塑性樹脂層の辺部での厚み)
 熱可塑性樹脂層の辺部での厚みは、長辺と短辺での厚みが互いに異なっていても、また対向する2辺での厚みが互いに同じでも異なっていても構わないが、対向する2辺での厚みが互いに同じ厚さであることが好ましい。具体的な厚さとしては、10~150μmが好ましく、20~110μmがより好ましく、20~80μmがさらに好ましく、30~60μmが特に好ましい。
(中間層の辺部での厚み)
 中間層の辺部での厚みは、長辺と短辺での厚みが互いに異なっていても、また対向する2辺での厚みが互いに同じでも異なっていても構わないが、対向する2辺での厚みが互いに同じ厚さであることが好ましい。具体的な厚さとしては、2~20μmが好ましく、3~15μmがより好ましく、3~10μmがさらに好ましく、3~6μmが特に好ましい。
 本発明の絶縁ワイヤは下記式3で表される関係を満たすことが好ましく、特に、式3の関係を満たし、かつ熱可塑性樹脂層の25℃における引張弾性率が800MPaより大きいことが好ましい。
 本発明では、上記の式1の関係を満たすことによって、上述の曲率半径を有する断面矩形導体の絶縁ワイヤのエッジワイズ曲げに対する耐性が増し、加工性が大幅に向上する。
 また、本発明の絶縁ワイヤは下記式2で表される関係を満たすことが好ましい。下記式2を満足することにより、曲率半径を有する断面矩形導体の絶縁ワイヤのエッジワイズ曲げに対する耐性が増し、加工性を向上させることができる。
       式2:t2/t1≦0.7
 さらに、本発明の絶縁ワイヤは、熱硬化性樹脂層の25℃における引張弾性率と、熱可塑性樹脂層の25℃における引張弾性率との差が250MPa以上で、かつ、熱可塑性樹脂層の25℃における引張弾性率が2,500MPaより大きいことが好ましく、さらには、下記式3で表される関係も満たすことがより好ましい。ここで、熱硬化性樹脂層に対する熱可塑性樹脂層の厚さの比を0.5以下とすることにより上記曲げ加工時の耐性や耐外傷性を高めることができる。
       式3:t2/t1≦0.5
 t2/t1は、導体のコーナーの曲率半径に応じて設定され、曲率半径が小さくなるにつれてこの比も小さくなることが好ましい。例えば曲率半径が0.60mmの場合には、t2/t1は0.99以下が好ましく、曲率半径が0.40mmの場合には、t2/t1は0.70未満に設定するのが好ましい。また、0.30mmの場合には、t2/t1は0.50未満に設定するのが好ましい。いずれの場合にも樹脂の種類や膜厚の影響を多分に受けるため、t2/t1の下限は特性を満たす範囲であればよいが、0.2以上であることが実際的である。
 なお、式1と同様、辺部での厚みの関係は、式2、3にも同様に好ましい関係として当てはまる。
 コーナー部および辺部の厚み、形状とするにはダイスで調整するのが簡便である。
 なお、焼き付け工程で厚みを調整する場合、ダイスの形状を固定して、必要な厚みが得られるまでの焼き付け回数で調整できる。
 本発明の絶縁ワイヤを上述の絶縁層の構成のようにすることで、特に、エッジワイズ曲げに対する加工性が大きく改善され、優れる。
 このような優れた上記の加工性が得られる理由としては、まだ定かではないが以下のようにひずみと応力の関係によるものと考えられる。
 すなわち、熱可塑性樹脂単体が曲げによって引張り方向の応力を受けた場合、その応力σpは、下記式(a)で表される。
    式(a):σp=Ep×εp
 式(a)において、Epは熱可塑性樹脂の引張弾性率を表し、εpは熱可塑性樹脂にかかるひずみを表す。
 一方、硬化性樹脂単体が曲げによって引張り方向の応力を受けた場合、その応力σsは下記式(b)で表される。
    式(b):σs=Es×εs
 式(b)において、Esは、熱硬化性樹脂の引張弾性率を表し、εsは熱硬化性樹脂にかかるひずみを表す。
 ここで、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の全体の断面積Sallは、下記式(c)で表される。
    式(c):全体の断面積Sall=Sp+Ss
 式(c)において、Spは熱可塑性樹脂の断面積を表し、Ssは熱硬化性樹脂の断面積を表す。
 本発明の絶縁ワイヤの絶縁層のように熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂が複合体となっている場合、線が曲げによって引張り方向の応力を受けた場合の線全体のひずみεallは下記(d)の関係を満たす。
    式(d):εall=εp=εs
 すなわち、接合界面における熱硬化性樹脂層と熱可塑性樹脂層の発生歪みのそれぞれが一致し、接合界面における歪みの不連続が生じないようにしなければならない。
 このように、式(d)の関係を満たす場合、下記式(e)の関係から、引張弾性率の高い方が多くの応力を分担することがわかる。
    式(e):σp/Ep=σs/Es
 一方、複合体全体にかかる応力は、下記式(f)で表される。
    式(f):Sall×σall=Sp×σp+Ss×σs
 本発明においては、使用する熱硬化性樹脂の引張弾性率Esが、実質、ポリイミド(PI)等のように、引張弾性率が、3,500~9,000MPaであり、熱可塑性樹脂の引張弾性率Epよりも高く、熱硬化性樹脂層の断面積あたりの比率が上昇するほど熱可塑性樹脂にかかる応力が減少することがわかる。すなわち、これによって亀裂が生成しない可能性が高まる。
 ここで、この場合の複合体の熱可塑樹脂層と熱硬化樹脂層の被覆層の厚さにおいて、前記の式1のt2/t1が、1.0未満であることが重要であることが導かれる。
 t2/t1は、好ましくは0.7以下、さらに好ましくは、0.5以下である。
 また、t2/t1が0.5以下の場合、引張弾性率が2,500MPa以上である材料が望ましい。このようにすることで、熱可塑樹脂層の被覆厚さの低下による熱可塑樹脂層の剛性の低下を補うことができる。
(各層の厚さ)
 本発明において導体コーナー部を被覆する各層の膜厚の制限が重要である。熱硬化性樹脂層の厚さt1に特に制限はないが、20~150μmが実際的であり好ましい。エッジワイズ曲げに強くするためには50~110μmが更に好ましい。
 一方、熱可塑性樹脂層の厚さt2は20μm~150μmが実際的であり、偏肉などなく均一な皮膜を成型できるという点で30~100μmがより好ましい。
 ここで、本発明の絶縁ワイヤは、t1とt2が、式1:t2/t1<1で表される関係を満たす。すなわち、本発明の絶縁ワイヤの絶縁層が、この式1で表される関係を満たすにより、エッジワイズ曲げによる絶縁層全体にかかる応力が効率的に熱硬化性樹脂層に分担され、結果として熱可塑性樹脂層が破壊されにくくなる。
(絶縁ワイヤの製造方法)
 以下、本発明の絶縁ワイヤの製造方法の一例を説明する。
(a)熱硬化性樹脂層の形成
 熱硬化性樹脂層の形成には、例えば、導体上に形成される熱硬化性樹脂層の断面の外形の形状と相似形でかつ所期の辺部およびコーナー部の厚みが得られる形状のダイスを使用する。熱硬化性樹脂を導体へコーティングし、400~650℃に設定した焼付炉内を、焼き付け時間8~25秒となる速度で通過させ、これを数回繰り返すことで熱硬化性樹脂層が形成されたエナメル線を得ることができる。
 なお、有機溶媒等と熱硬化性樹脂を用いて熱硬化性樹脂層を形成することもできる。
(b)熱可塑性樹脂層の形成
 得られたエナメル線を心線とし、押出機のスクリューを用いて熱可塑性樹脂をエナメル線上に押出被覆することにより絶縁ワイヤを得ることができる。この際、押出被覆樹脂層の断面の外形の形状が導体の形状と相似形で所定の辺部およびコーナー部の厚みが得られる形状になるように、熱可塑性樹脂の融点以上の温度(非晶性樹脂の場合にはガラス転移温度以上)で押出ダイを用いて熱可塑性樹脂の押出被覆を行う。
 なお、有機溶媒等と熱可塑性樹脂を用いて熱可塑性樹脂層を形成することもできる。
 エナメル線上に押出被覆もしくは焼付により前記中間層を形成し、前記中間層上にさらに押出被覆により熱可塑性樹脂層を形成することもできる。
 本発明の絶縁ワイヤは、各種電気機器(電子機器ともいう。)など、耐電圧性や耐熱性を必要とする分野に利用可能である。たとえば、本発明の絶縁ワイヤはモーターやトランスなどに用いられ、高性能の電気機器を構成できる。特にHV(ハイブリッドカー)やEV(電気自動車)の駆動モーター用の巻線として好適に用いられる。このように、本発明によれば、絶縁ワイヤを備えた、電気機器、特にHVおよびEVの駆動モーターを提供できる。なお、本発明の絶縁ワイヤがモーターコイルに用いられる場合にはモーターコイル用絶縁ワイヤとも称する。
 以下、本発明を実施例に基づいて、さらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、下記の例中、組成を示す%は質量%をいう。
 実施例および比較例の絶縁ワイヤを以下のようにして作製した。
実施例1
 導体には、図1(a)に示すような、断面平角(長辺3.0mm×短辺1.9mmで、四隅の面取りの曲率半径r=0.3mm)の平角導体(酸素含有量15ppmの銅)を用いた。
 熱硬化性樹脂層〔エナメル焼付け層〕の形成に際しては、導体上に形成される熱硬化性樹脂層の断面の外形の形状と相似形でかつ表1に記載の辺部およびコーナー部の厚みが得られる形状のダイスを使用して、ポリアミドイミド樹脂(PAI)ワニス(日立化成社製、HPC-9000、25℃の引張弾性率:4,100MPa)を導体へコーティングし、450℃に設定した炉長8mの焼付炉内を、焼き付け時間15秒となる速度で通過させ、これを数回繰り返すことで、導体上に長辺および短辺の厚さがともに、70μmで、4つのコーナー部の図1に示す厚さt1が80μmの熱硬化性樹脂層を形成し、エナメル線を得た。
 得られたエナメル線を心線とし、押出機のスクリューは、30mmフルフライト、L/D=20、圧縮比3を用いた。熱可塑性樹脂はポリエーテルエーテルケトン樹脂(PEEK)(ビクトレックスジャパン社製、商品名:PEEK450G、25℃の引張弾性率:3,840MPa)を用い、押出被覆樹脂層の断面の外形の形状が導体の形状と相似形でかつ表1に記載の辺部およびコーナー部の厚みが得られる形状になるように、押出ダイを用いてPEEKの押出被覆を370℃で行い、熱硬化性樹脂層の外側に、長辺および短辺の厚さがともに、21μmで、4つのコーナー部の図1に示す厚さt2が30μmの熱可塑性樹脂層〔押出被覆樹脂層〕を形成し、PEEK押出被覆エナメル線からなる絶縁ワイヤを得た。
実施例2~10および比較例1~4
 実施例1で用いた熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂、各層の厚さを下記表1、3に示した熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂、各層の厚さにそれぞれ変えた以外は、実施例1と同様にして熱可塑性樹脂押出被覆エナメル線からなる絶縁ワイヤを得た。
 なお、実施例10では、熱可塑性樹脂層を、熱硬化性樹脂層であるエナメル焼付け層に接して、ポリフェニレンスルフィド樹脂(PPS)(ポリプラスチックス社製、商品名:フォートロン0220A9、25℃の引張弾性率:2,800MPa)層、このPPS層上に実施例1と同じポリエーテルエーテルケトン樹脂を使用したPEEK層となるように押出被覆した。
実施例11
 実施例1において、熱硬化性樹脂層〔エナメル焼付け層〕を形成するための樹脂(PAI)ワニスを、下記表2に記載の樹脂ワニスに置き換え、実施例1と同様にして、下記表2に示すような各厚みの熱硬化性樹脂層を形成し、エナメル線を得た。
 次に、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)にポリフェニルサルホン樹脂(PPSU)(ソルベイスペシャリティポリマーズ製、商品名:レーデルR5800)を溶解させ、20質量%溶液とした樹脂ワニスを、導体の形状と相似形でかつ下記表2に記載の辺部およびコーナー部の厚みが得られる形状のダイスを使用して、前記エナメル線へコーティングし、450℃に設定した炉長8mの焼付炉内を、焼き付け時間15秒となる速度で通過させ、厚さ6μmの中間層(非結晶性樹脂層)〔接着層〕を形成し、接着層付きエナメル線を得た。
 得られた接着層付きエナメル線を心線とし、熱可塑性樹脂は、実施例1と同じPEEKを使用し、中間層(非結晶性樹脂層)〔接着層〕の外側に、実施例1と同様にして、下記表2に示すような各厚みの熱可塑性樹脂層〔押出被覆樹脂層〕を形成し、図3に示すようなPEEK押出被覆エナメル線からなる絶縁ワイヤを得た。
実施例12~14
 実施例11において、熱硬化性樹脂、非結晶性樹脂、熱可塑性樹脂と各厚みを下記表2に示すように変更した以外は、実施例11と同様にして、熱可塑性樹脂押出被覆エナメル線からなる絶縁ワイヤを得た。
 なお、実施例13では、熱可塑性樹脂層を、熱硬化性樹脂層であるエナメル焼付け層に接して、変性ポリエーテルエーテルケトン樹脂(ソルベイ社製、商品名:アバスパイアAV-650、25℃の引張弾性率:3,700MPa)、この変性PEEK層上に実施例1と同じポリエーテルエーテルケトン樹脂を使用したPEEK層となるように押出被覆した。
 各実施例において使用した樹脂を以下に示す。なお、樹脂名を下記表1~3に略号で示した。
〔熱硬化性樹脂〕
PAI:ポリアミドイミド樹脂
(1)日立化成製、商品名:HPC-9000、25℃の引張弾性率:4,100MPa
    (実施例1、4、8、10、12、13および比較例1,2で使用した。)
(2)東洋紡社製、商品名:HR16NN、25℃の引張弾性率:6,000MPa
    (実施例2で使用した。)
PI:ポリイミド
(3)ユニチカ社製、商品名:UイミドAR、25℃の引張弾性率:9,500MPa
    (実施例3、14および比較例4で使用した。)
(4)宇部興産社製、商品名:U-ワニス-A、25℃の引張弾性率:3,730MPa
    (実施例5、7、11および比較例3で使用した。)
(5)PEsI:ポリエステルイミド(東特塗料社製、商品名:ネオヒート8600A、25℃の引張弾性率:2,500MPa)
    (実施例6で使用した。)
(6)PEst:ポリエステル(東特塗料社製、商品名:LITON3300KF、25℃の引張弾性率:2,000MPa)
    (実施例9で使用した。)
〔非結晶性樹脂〕
(1)PPSU:ポリフェニルサルホン(ソルベイスペシャリティポリマーズ製、商品名:レーデルR5800)
    (実施例11、14で使用した。)
(2)PEI:ポリエーテルイミド(サビックイノベーティブプラスチック社製、商品名:ウルテム1010)
    (実施例12で使用した。)
(3)PES:ポリエーテルスルホン(住友化成製、商品名:スミカエクセル4800G)
    (実施例13で使用した。)
〔熱可塑性樹脂〕
(1)PEEK:ポリエーテルエーテルケトン(ビクトレックスジャパン社製、商品名:PEEK450G、25℃の引張弾性率:3,840MPa)
    (実施例1、3、10、11、13および比較例1、2で使用した。)
(2)変性PEEK:変性ポリエーテルエーテルケトン(ソルベイ社製、商品名:アバスパイアAV-650、25℃の引張弾性率:3,700MPa)
    (実施例2、12、13で使用した。)
(3)PEKK:ポリエーテルケトンケトン(オックスフォード・パフォーマンス・マテリアルズ社製、商品名:OXPEKK-IG100、25℃の引張弾性率:4,000MPa)
    (実施例4で使用した。)
(4)TPI:熱可塑性ポリイミド樹脂(三井化学社製、商品名:オーラムPL450C、25℃の引張弾性率:1,880MPa)
    (実施例5で使用した。)
(5)芳香族PA:芳香族ポリアミド(デュポン社製、商品名:ザイテルHTN、25℃の引張弾性率:2,280MPa)
    (実施例6で使用した。)
(6)PPS:ポリフェニレンスルフィド(ポリプラスチックス社製、商品名:フォートロン0220A9、25℃の引張弾性率:2,800MPa)
    (実施例7、10、14および比較例3で使用した。)
(7)PET:ポリエチレンテレフタレート(帝人社製、商品名:PET樹脂TR-8550T、25℃の引張弾性率:2,800MPa)
    (実施例8で使用した。)
(8)PA66:ポリアミド66(旭化成社製、商品名:レオナ1300S、25℃の引張弾性率:3,000MPa)
    (実施例9および比較例4で使用した。)
 なお、実施例10は、(1)のPEEK樹脂と(6)のPPS樹脂を用い(1)の樹脂を外層(6)の樹脂を内層として被覆した。また、実施例13は、(1)PEEK樹脂と(2)の変性PEEK樹脂とを用い、(1)の樹脂を外層、(2)の樹脂を内層として被覆した。
 実施例1~14および比較例1~4で得られた各絶縁ワイヤを、巻線加工して以下に示す評価を行った。
[占積率]
 占積率は用いた導体の断面コーナー部の曲率半径により評価した。
 導体の断面コーナー部の曲率半径が、0.10mm以下の絶縁ワイヤをモーターの効率向上へ効果が大きいとして「A」、0.10mmより大きく0.30mm以下の絶縁ワイヤを効果があるとして「B」、0.30mmより大きく0.60mm以下の絶縁ワイヤを、効果は小さいものの効果が認められたものとして「C」、0.60mmより大きい絶縁ワイヤは、丸型の導体を用いた絶縁ワイヤと比較して優位性がほとんどないものとして「D」とし、4段階で評価した。なお、「C」以上が合格レベルである。
 本明細書において、モーター占積率を導体の断面コーナー部の曲率半径で判断をしているが、これは断面矩形状の絶縁ワイヤを用いてモーターのコイル巻きを実施した際に、導体の辺部分(フラット部)の絶縁被膜は圧力で均等に薄くなるためその寄与が小さく、導体のコーナー部の絶縁被膜はほぼ成型時の膜の厚さを維持することに起因する。
[エッジワイズ曲げ加工性]
 エッジワイズ曲げ試験はJIS3216-3に従って実施した。
 なお、より厳しい条件とするため、実施例1~14および比較例1~4で得られた絶縁ワイヤの曲げられる部分にフェザー剃刃S片刃(フェザー安全剃刀株式会社製)を用いて深さ5μmの切込みを入れてエッジワイズ曲げを実施した。傷を入れた実施例1~14および比較例1~4の絶縁ワイヤを、それぞれ切込み部分が中心となるようにΦ1.5mmのSUS製の棒に巻き付けることによって曲げて判断した。導体が露出した絶縁ワイヤを「D」、熱可塑性樹脂皮膜に割れが発生したが、割れが熱硬化性樹脂層まで達していなかった絶縁ワイヤを「B」、切込み部分も一緒に伸びて切込みが進展していなかった絶縁ワイヤを「A」とし、3段階で評価した。なお、「B」以上が合格レベルである。
[耐熱老化特性]
 耐熱老化特性は、2本の角型の絶縁ワイヤを曲げ半径R=10mm、平坦部接触長10cmとして組み合わせて、クリップで固定したアローペアを用いて評価した。このアローペアを200℃の恒温槽に入れ、100時間経過後に取り出し、室温(25℃)になるまで静置した後、2.4kVの電圧で導通するか否か判定した。同様にして200時間経過後、300時間経過後のように100時間単位で経過時間を増やして2.4kVの電圧で導通するか否かを判定した。
 1000時間経過後、導通していなかった絶縁ワイヤを耐熱性に特に優れるものとして「A」、400時間以上導通していなかったが、加熱開始から1000時間未満に、導通した絶縁ワイヤを品質には問題が生じないレベルとして「B」、100時間以上導通していなかったが、加熱開始から400時間未満に、導通した絶縁ワイヤの耐久年数を満たし、要求期間内には故障が発生しないレベルとして「C」、100時間未満で導通したものを「D」とし、4段階で評価した。なお、「C」以上が合格レベルである。
 得られた結果をまとめて、下記表1~3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 表1から明らかなように、本発明の式1で表される関係を満たす実施例1~10の絶縁ワイヤは、占積率が大きく、エッジワイズ曲げ加工性に優れる。さらに、本発明の式2に表される関係も満たす実施例1~6、9の絶縁ワイヤは、占積率と、エッジワイズ曲げ加工性が優れるだけでなく、耐熱老化特性も優れることがわかる。なお、実施例10は本発明の式2で表される関係を満たさないものの、熱可塑性樹脂にPEEKを用いていることから、エッジワイズ曲げ加工性および耐熱老化特性に優れる。
 また、表2から明らかなように、本発明の式1で表される関係を満たし、かつ、絶縁層に中間層を有する実施例11~14の全ての絶縁ワイヤは、エッジワイズ曲げ加工性が顕著に優れることが分かる。特に、実施例11~13の絶縁ワイヤは、エッジワイズ曲げ加工性だけでなく、耐熱老化特性も優れている。
 これに対して、表3から明らかなように、本発明の式1で表される関係を満たさない比較例1~3の絶縁ワイヤは、エッジワイズ曲げ試験において導体が露出してしまった。また、比較例4の絶縁ワイヤは、導体の曲率半径rが0.60mmを超えるため占積率が劣った。
 本発明をその実施態様とともに説明したが、我々は特に指定しない限り我々の発明を説明のどの細部においても限定しようとするものではなく、添付の請求の範囲に示した発明の精神と範囲に反することなく幅広く解釈されるべきであると考える。
 本願は、2013年12月26日に日本国で特許出願された特願2013-270573に基づく優先権を主張するものであり、これはここに参照してその内容を本明細書の記載の一部として取り込む。
 1  導体
 2  熱硬化性樹脂層
 3  熱可塑性樹脂層
 4  中間層
 t1 熱硬化性樹脂層のコーナー部の厚さ
 t2 熱可塑性樹脂層のコーナー部の厚さ
 t3 中間層のコーナー部の厚さ

Claims (10)

  1.  少なくとも1つの短辺の両端のコーナー部の曲率半径rが0.6mm以下である断面矩形導体上に、少なくとも1層の熱硬化性樹脂層および少なくとも1層の熱可塑性樹脂層をこの順に有する絶縁ワイヤであって、
     前記熱硬化性樹脂層の前記コーナー部の厚さt1と、前記熱可塑性樹脂層の前記コーナー部の厚さt2が、下記式1で表される関係を満たすことを特徴とする絶縁ワイヤ。
           式1:t2/t1<1
  2.  前記コーナー部の曲率半径rが0.40mm以下であり、かつ、前記t1およびt2が下記式2で表される関係を満たすことを特徴とする請求項1に記載の絶縁ワイヤ。
           式2:t2/t1≦0.7
  3.  前記t1が、50μm以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の絶縁ワイヤ。
  4.  前記熱硬化性樹脂層の25℃における引張弾性率が、前記熱可塑性樹脂層の25℃における引張弾性率よりも大きいことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の絶縁ワイヤ。
  5.  前記熱硬化性樹脂層の25℃における引張弾性率と、前記熱可塑性樹脂層の25℃における引張弾性率との差が250MPa以上で、かつ前記熱可塑性樹脂層の25℃における引張弾性率が、2,500MPaより大きいことを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の絶縁ワイヤ。
  6.  前記熱可塑性樹脂層を構成する樹脂の少なくとも1種が、ポリエーテルエーテルケトン、変性ポリエーテルエーテルケトン、熱可塑性ポリイミドおよび芳香族ポリアミドからなる群から選択される熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の絶縁ワイヤ。
  7.  前記熱可塑性樹脂層と前記熱硬化性樹脂層との間に、非晶性の熱可塑性樹脂からなる中間層を有することを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載の絶縁ワイヤ。
  8.  請求項1~7のいずれか1項に記載の絶縁ワイヤを巻線加工したことを特徴とするモーターコイル。
  9.  請求項1~7のいずれか1項に記載の絶縁ワイヤを巻線加工してなることを特徴とする電気・電子機器。
  10.  少なくとも1つの短辺の両端のコーナー部の曲率半径rが0.60mm以下である断面矩形導体上に、少なくとも1層の熱硬化性樹脂層および少なくとも1層の熱可塑性樹脂層をこの順に有する絶縁ワイヤの製造方法であって、
     前記熱硬化性樹脂層のコーナー部の厚さt1と前記熱可塑性樹脂層のコーナー部の厚さt2が、下記式1で表される関係を満たすように、
     前記熱硬化性樹脂層を焼き付ける工程、および
     前記熱可塑性樹脂層を押出成形する工程
    を含むことを特徴とする絶縁ワイヤの製造方法。
           式1:t2/t1<1
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