WO2015137342A1 - 絶縁電線、絶縁電線の製造方法、回転電機用ステータの製造方法および回転電機 - Google Patents

絶縁電線、絶縁電線の製造方法、回転電機用ステータの製造方法および回転電機 Download PDF

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石井 庸平
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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    • H02K3/34Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation

Definitions

  • the present invention relates to an insulated wire, a method for producing an insulated wire, a method for producing a stator for a rotating electrical machine, and the rotating electrical machine.
  • the insulated wire is squared to increase the conductor space factor in the slot of the stator core of the rotating electrical machine.
  • the insulated wire has been cut to form a U shape, etc.
  • the two ends (open ends) such as U-shapes of insulated wires such as a plurality of U-shapes are alternately connected to form a coil, which is accommodated in the stator core slot.
  • the connected U-shaped insulated wire coil (insulated wire segment) includes a slot accommodating portion (slot straight portion) accommodated in the slot and a coil end portion (U-shaped turn portion not accommodated in the slot).
  • Two linear slot accommodating portions of a coil of an insulated wire having a U-shape or the like are accommodated in different slots.
  • a curved coil end portion such as a U-shape and an open end coil end portion are arranged in the upper and lower portions of the stator so as to protrude without being accommodated in the slot, and the open end coil end portion is the other end. It is connected to the open end of the coil and wired. For this reason, attempts have been made to increase the density by further shortening the coil end portion.
  • partial discharge deterioration includes molecular chain breakage deterioration due to collision of charged particles generated by the partial discharge of an electrically insulating material, sputtering deterioration, thermal melting or thermal decomposition deterioration due to local temperature rise, chemical deterioration due to ozone generated by discharge, etc. Is a complicated phenomenon. As a result, the thickness of the electrically insulating material deteriorated by the actual partial discharge is reduced.
  • increasing the space factor of the insulated wire conductor in the slot space is also an effective means to reduce the space generated between the conductors.
  • the cross-sectional shape of the conductor is shifting from a round shape to a rectangular shape.
  • the thickness of the insulating film is reduced, and this deteriorates the insulation and durability as described above.
  • JP 2008-236924 A Japanese Patent No. 5391365
  • the first object of the present invention is to solve the above problems. That is, according to the present invention, with respect to high output and miniaturization, an insulated wire that maintains a partial discharge start voltage at a high level and has a high conductor space factor in the slot, a method for manufacturing the insulated wire, and a stator for a rotating electrical machine It is an object to provide a manufacturing method and a rotating electrical machine. Furthermore, it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing an insulated wire and a method of manufacturing a stator for a rotating electrical machine that can manufacture such an excellent insulated wire by a simple and inexpensive manufacturing process that does not require a complicated manufacturing process. And
  • the present inventors have conducted various studies to solve the above problems.
  • a study was made focusing on a means for suppressing corona discharge in the coil end portion with the same insulating material, instead of changing the thickness and the insulating material of the portion serving as the coil end portion of the insulated wire and the portion serving as the slot accommodating portion.
  • the insulated wire has a bubble layer effective to suppress corona discharge, the thickness of the portion accommodated in the slot of the insulated wire can be compressed in order to increase the conductor space factor in the slot.
  • the inventors have found that the conductor space factor can be increased while maintaining the durability of the insulated wire at a high level without requiring a complicated manufacturing process, and the present invention has been achieved.
  • the resin of the cell layer is a thermosetting resin selected from polyester, polyesterimide, polyimide and polyamideimide, or selected from polyethylene naphthalate, polyethylene terephthalate, polyphenylene sulfide and polyether ether ketone.
  • the insulated wire according to any one of (1) to (3), which is a thermoplastic resin.
  • the coating layer is composed of at least one layer having no air bubbles and no air bubbles, and the resin of the layer having no air bubbles is a thermoplastic resin selected from polyphenylene sulfide and polyether ether ketone.
  • the insulated wire according to any one of (1) to (4) characterized in that: (6) The insulated wire according to any one of (1) to (5), wherein a cross-sectional shape of the conductor is circular or rectangular. (7) The conductor is a rectangular insulated wire having a rectangular cross section, and the thickness of the coating layer on one side in the rectangular cross section is thinner than the thickness of the coating layer on the other side (1) to (6) The insulated wire according to any one of 1). (8) The conductor is a rectangular insulated wire, and the thicknesses of the two short-side coating layers facing each other in the rectangular cross-section are both thinner than the opposing two long-side coating layers. The insulated wire according to any one of (1) to (6), which is characterized.
  • a cross-sectional shape of the conductor is a rectangular insulated wire, and the thicknesses of the two long side coating layers facing each other in the rectangular cross section are both thinner than the thickness of the two opposing short side coating layers.
  • the insulated wire according to any one of (1) to (6), which is characterized.
  • the conductor is a rectangular insulated wire, and the thickness of the two adjacent coating layers in the rectangular cross section is smaller than the thickness of the remaining two coating layers (1)
  • the conductor is a rectangular insulated electric wire, wherein the thickness of the coating layer on the three sides in the rectangular cross section is thinner than the thickness of the remaining coating layer on the one side.
  • an insulated wire a method for producing an insulated wire, a method for producing a stator for a rotating electrical machine, and a rotating electrical machine that maintain a high level of durability based on partial discharge deterioration and have a high conductor space factor in a slot.
  • a method for manufacturing an insulated wire and a method for manufacturing a stator for a rotating electrical machine that can manufacture such an excellent insulated wire by a simple and inexpensive manufacturing process that does not require a complicated manufacturing process.
  • (A), (b) It is a typical top view and sectional drawing of an insulated wire.
  • (A), (b) The external appearance perspective view which shows the typical shape of the coil (insulated electric wire division
  • (A), (b) It is the external appearance perspective view which shows the typical shape of the coil used by this invention, and the typical external appearance perspective view which set two sets of this coil. It is a perspective view which shows the process of inserting the 2 sets of coils which concern on this invention in the slot of a stator core. It is a whole perspective view of a stator.
  • (A), (b) The typical fragmentary perspective view and side view of a stator. It is a typical process figure which thins the thickness of the membrane
  • FIG. 5 is a schematic process diagram for reducing the thickness of the coating layer on one side of the long side of the bubble layer in the length direction, including a top view and a cross-sectional view of a schematic insulated wire using a rectangular conductor.
  • (A), (b) It is typical sectional drawing which shows the accommodation state of the some insulated wire accommodated in the slot of a stator core.
  • the insulated wire of this invention can be used conveniently for rotary electric machines, such as a motor for motor vehicles for general industries.
  • a thin portion is provided in the length direction or circumferential direction of the same coating layer.
  • the insulated wire of the present invention has at least one bubble layer in the coating layer in order to suppress the partial discharge deterioration with respect to the occurrence of corona discharge and improve the durability.
  • a portion having a small thickness in the length direction or circumferential direction of the same film layer is provided as described above.
  • the bubble layer is a layer having bubbles, and the dielectric constant of the coating resin is low due to the presence of bubbles.
  • Insulated wires used as coils in stators of rotating electrical machines do not require countermeasures against excessive corona discharge except in portions that are subject to an environment where corona discharge is likely to occur in the length direction or circumferential direction.
  • the thickness can be reduced.
  • the durability based on partial discharge deterioration is maintained at a high level, and the conductor space occupied in the slot is increased. The rate is increased.
  • the stator 100 incorporates a processed insulated wire (coil) 11 as shown in FIG.
  • the stator 100 is generally composed of two sets of coils (insulated wire segment segments) 11 as shown in FIGS. 2 (a) and 3 (a) as a minimum basic unit, as shown in FIG. 3 (b).
  • the set (11 ⁇ , 11 ⁇ ) is stored as a basic unit in the slot 22 as shown in FIG.
  • FIG. 2B schematically shows a state in which the coil (insulated wire split segment) 11 of the smallest basic unit is housed, but the teeth 21 and the slots 22 provided in the stator core 20 of the stator 100 are shown.
  • the coil (insulated wire dividing segment) 11 is incorporated into the different slots 22.
  • the coil (insulated wire split segment) 11 includes a slot accommodating portion a (11a) accommodated in the slot 22 and a coil end portion that is not accommodated.
  • the slot accommodating part a (11a) is usually a straight line.
  • the coil (insulated wire split segment) 11 is set as a minimum basic unit, and usually, two sets (11 ⁇ , 11 ⁇ ) are set as basic units as shown in FIG. After that, the turn portion b1 (11b1) of the coil (insulated wire split segment) 11 and the open end b2 (11b2) of the coil (insulated wire split segment) 11 are wired out of the slot 22.
  • the turn part b1 (11b1) of the coil (insulated wire split segment) 11 is arranged in a state as shown in FIG. 6A, while the open end b2 (11b2) of the coil (insulated wire split segment) 11 is Bending is performed, and the coil end portions of the two open ends are connected to the open ends of the other coils and wired.
  • FIG. 6B is a side view of the stator 100 shown in FIG. 5 in which an insulated wire (coil) 11 is incorporated, and coil end portions (11b1, 11b2) of the insulated wire (coil) 11 above and below the stator 100. Protrudes.
  • the insulated wire in the stator 100 is most susceptible to corona discharge at the coil end portions (11b1, 11b2). For this reason, a countermeasure against this corona discharge is required in the coil end portions (11b1, 11b2).
  • the slot accommodating portion (11a) corona discharge does not occur as much as in the coil end portions (11b1, 11b2).
  • the conductor space factor in the slot can be increased.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view (a cross-sectional view in which the stator is cut into circles) showing an accommodation state of a plurality of insulated wires in which insulated wires using rectangular conductors are housed in slots of the stator core. It is possible to accommodate a large number of insulated wires by thinning the coating layer in contact with the insulated wires.
  • Fig.11 (a) is a conventional insulated wire
  • FIG.11 (b) is the insulated wire of this invention.
  • the insulated wire of the present invention is an insulated wire in which a conductor is coated with at least one layer of an insulating material.
  • the film is used synonymously with the coating, and the film layer is used synonymous with the coating layer.
  • 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, and aluminum alloy.
  • the conductor is copper, for example, when melted by heat for welding, 99.96% or more of copper and an oxygen content of 30 ppm or less, preferably from the viewpoint of preventing generation of voids in the welded portion due to the contained oxygen Is preferably 20 ppm or less of low oxygen copper or oxygen free copper.
  • 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 cross-sectional shape of the conductor is determined according to the application, it may be any shape such as a circle (round), a rectangle (flat), or a hexagon.
  • rectangular conductors are preferred in that the space factor of the conductors in the slots of the stator core can be increased.
  • the size of the conductor is determined according to the application and is not particularly specified. However, in the case of a round conductor, the diameter is preferably 0.3 to 3.0 mm, more preferably 0.4 to 2.7 mm. In the case of a flat rectangular conductor, the length of one side is preferably 1.0 to 5.0 mm in width (long side), more preferably 1.4 to 4.0 mm, and the thickness (short side) is 0.4 to 3 mm. 0.0 mm is preferable, and 0.5 to 2.5 mm is more preferable. However, the range of the conductor size in which the effect of the present invention can be obtained is not limited to this.
  • the chamfers (curvature radius r) of the four corners of the conductor cross section are as follows. From the viewpoint of increasing the conductor space factor in the slot of the stator core, r is A smaller value is preferable, but from the viewpoint of suppressing a partial discharge phenomenon due to electric field concentration at the four corners, r is preferably larger. For this reason, the locality radius r is preferably 0.6 mm or less, and more preferably 0.2 to 0.4 mm. However, the range in which the effect of the present invention can be obtained is not limited to this.
  • FIG. 1 shows an insulated wire that is coated with two coating layers of a rectangular conductor 1 (a coating layer (bubble layer) 2 and a coating layer (layer not containing bubbles) 3)).
  • FIG. 1A is a top view of the insulated wire 10
  • FIG. 1B is a cross-sectional view.
  • thermosetting resins such as polyimide, polyamideimide, polyesterimide, polyetherimide, polyamide, polyurethane, polyhydantoin, polyimide hydantoin-modified polyester, polyester, and polybenzo.
  • thermosetting resins such as polyimide, polyamideimide, polyesterimide, polyetherimide, polyamide, polyurethane, polyhydantoin, polyimide hydantoin-modified polyester, polyester, and polybenzo.
  • examples include imidazole, melamine resin, formal, polyvinyl formal, epoxy resin, phenol resin, urea resin, and resins such as polyimide, polyamideimide, polyesterimide, polyetherimide, polyester, and polybenzimidazole have heat resistance and flexibility. From the viewpoint, polyimide, polyamideimide, polyesterimide, polyetherimide, and polyester are more preferable. Moreover, you may use combining these 2 or more types. In addition to the resins listed above, it is of course possible to use any
  • the film layer of the thermosetting resin can be formed by the same method as the baking of the enamel wire. That is, a thermosetting resin is varnished with an organic solvent to form a resin varnish, the resin varnish is applied to a conductor, and the applied conductor is baked in a baking furnace in a conventional manner to form a thermosetting resin film layer. Can be provided.
  • the specific baking conditions depend on the shape of the furnace used, but for a natural convection type vertical furnace of about 5 m, the passage time is set to 400 to 500 ° C. and 10 to 90 seconds. Can be achieved.
  • the organic solvent used for varnishing the resin varnish is not particularly limited as long as it does not inhibit the reaction of the thermosetting resin.
  • NMP N-methyl-2-pyrrolidone
  • DMAC N-dimethylacetamide
  • Amide solvents such as dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide, urea solvents such as N, N-dimethylethyleneurea, N, N-dimethylpropyleneurea, tetramethylurea, ⁇ -butyrolactone, ⁇ -caprolactone, etc.
  • Lactone solvents 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 carbitol acetate, ethyl cellosolve acetate, ethyl carbitol Examples thereof include ester solvents such as diacetate, glyme solvents such as diglyme, triglyme and tetraglyme, hydrocarbon solvents such as toluene, xylene and cyclohexane, and sulfone solvents such as sulfolane.
  • the boiling point of the organic solvent is preferably 160 ° C to 250 ° C, more preferably 165 ° C to 210 ° C.
  • amide solvents and urea solvents are preferable in terms of high solubility, high reaction acceleration, and the like, and they do not have hydrogen atoms that easily inhibit 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.
  • resin varnishes in addition to resins, antioxidants, antistatic agents, UV inhibitors, light stabilizers, fluorescent brighteners, pigments, dyes, compatibilizers, lubricants, reinforcing agents, flame retardants Further, it may contain various additives such as a crosslinking agent, a crosslinking aid, a plasticizer, a thickener, a thickener, and an elastomer.
  • two or more coating layers may be provided.
  • the same resin varnish is applied and baked several times, and the thickness of the layer is simply adjusted by one layer, i.e., the same resin, and the type and amount of additives in the resin varnish are the same. Different ones are counted as separate layers.
  • thermoplastic resin examples include polyamide (PA) (nylon), polyacetal (POM), polycarbonate (PC), polyphenylene ether (including modified polyphenylene ether), poly General-purpose engineering plastics such as butylene terephthalate (PBT), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene naphthalate (PBN), polyethylene naphthalate (PEN), ultrahigh molecular weight polyethylene, polysulfone (PSF), polysulfone (PSU), poly Ethersulfone (PES), polyphenylsulfone (PPSU), polyetherimide (PEI), polyphenylene sulfide (PPS), polyarylate (U polymer), polyetherketone (P K), polyaryl ether ketone (PAEK) (including modified PEEK), tetrafluoroethylene / ethylene copolymer (ETFE), polyether ether ketone (PEEK),
  • the resin used is not limited by the resin names shown above, and it is needless to say that resins other than those listed above can be used as long as they are superior in performance to those resins.
  • the film layer of the thermoplastic resin may be provided as a resin varnish and applied or further baked after application, similar to the above-described thermosetting resin film layer. Extrusion is performed to provide an extrusion-coated resin layer.
  • the film layer of the present invention is selected from polyester, polyesterimide, polyimide (PI), polyamideimide (PAI), polyphenylene sulfide (PPS), and polyetheretherketone (PEEK) as a thermosetting or thermoplastic resin. It is preferable to contain a resin. In addition, the modified resin is also preferably used for these resins.
  • the resin of the bubble layer is a thermosetting resin selected from polyester, polyesterimide, polyimide (PI) and polyamideimide (PAI), or polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene terephthalate (PET), A thermoplastic resin selected from polyphenylene sulfide (PPS) and polyetheretherketone (PEEK) is preferred.
  • the resin of the layer having no bubbles is a thermoplastic selected from polyphenylene sulfide (PPS) and polyether ether ketone (PEEK). It is preferable that resin is included.
  • the polyether ether ketone is also preferably a modified polyether ether ketone.
  • PPS polyphenylene sulfide
  • PC polycarbonate
  • PET polyethylene terephthalate
  • TR-8550T trade name, manufactured by Teijin Ltd.
  • PBT polybutylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PEEK polyether ether ketone
  • Ultem 1010 (trade name, manufactured by Subic Innovative Plastics) and polyimide (PI) are commercially available products such as Aurum PL450C (trade name, manufactured by Mitsui Chemicals), and polyamideimide (PAI).
  • Aurum PL450C trade name, manufactured by Mitsui Chemicals
  • PAI polyamideimide
  • examples thereof include HI406 (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., trade name)
  • examples of commercially available polyester imides include EH402 and EH460 (Daiichi Seika Kogyo Co., Ltd., trade name).
  • the total thickness of the coating layer is preferably 3 to 200 ⁇ m, more preferably 10 to 150 ⁇ m, and even more preferably 20 to 100 ⁇ m.
  • the thin portion is preferably 40 to 95%, more preferably 50 to 95% of the thickness before the thickness is reduced. A thickness of 50 to 90% is more preferable.
  • the bubbles in the bubble layer may be closed bubbles, continuous bubbles, or both.
  • the closed cell refers to one in which a hole in the inner wall of the bubble, that is, a communication opening with an adjacent bubble cannot be confirmed when a cross section of the extruded coated resin layer cut with an arbitrary cross section is observed with a microscope. Bubbles are those in which holes can be confirmed on the bubble inner wall when observed in the same manner. Even if the bubbles are deformed by momentary collapse in the longitudinal direction, that is, in the thickness direction, while maintaining the wear characteristics and mechanical characteristics of the coating layer, preferably the extrusion-coated resin layer, the internal pressure rises and the pressure is released. Including the closed cell in that it is easy to return, and even if it is immersed in a solvent, etc., the solvent can enter the bubble and the bubble part is not buried, and the increase in the dielectric constant can be suppressed. It is preferable.
  • Whether the resin of the insulated wire has been foamed can be determined by, for example, observing a cross-sectional photograph with a scanning electron microscope or an optical microscope in a cross section cut in the thickness direction, the vertical direction of the sample area, or the horizontal direction. If a bubble cell can be confirmed, it can be determined that foaming has occurred, and indirectly it can be confirmed by a decrease in bulk density.
  • the size and shape of the bubbles in the bubble layer are not particularly limited, but the shape is preferably spherical, and the average of one bubble diameter is preferably 10 ⁇ m or less as the radius of the bubble volume in terms of sphere, preferably 5 ⁇ m. The following is more preferable, and 2 ⁇ m or less is further preferable.
  • the diameter of the bubbles was observed with a scanning electron microscope (SEM) through a cross section of the bubble layer of the coating layer, and the diameters of 20 arbitrarily selected bubbles were measured using image dimension measurement software (WinROOF manufactured by Mitani Corporation). It is a value calculated by measuring in the measurement mode and averaging these. When the shape of the bubble is not circular, the longest part is the diameter.
  • the expansion ratio is preferably 1.2 to 5.0 times, more preferably 1.2 to 2.0 times, and still more preferably 1.3 to 1.8 times. Is double.
  • the relative permittivity decreases as the expansion ratio increases.
  • the expansion ratio is calculated from the relationship of the change in the bulk density. Specifically, the expansion ratio is obtained by the following formula.
  • Foaming ratio bulk density of resin before foaming / bulk density of resin after foaming
  • the bulk density for obtaining the above expansion ratio can be measured as follows. Determined in accordance with JIS-K-7112 (1999) “Method for measuring density and specific gravity of non-foamed plastic” and method A (underwater substitution method). Specifically, for example, a density measurement kit attached to an electronic balance SX64 manufactured by METTLER is used, and methanol is used as the immersion liquid. The U-shaped part which is the coil end part which is the foamed part of the extrusion coated resin of the insulated wire and the non-foamed slot accommodating part are peeled off to make each test piece, and the density of each test piece is calculated by the following formula Calculate from
  • m S, A is the mass (g) of the test piece measured in the air
  • m s, IL is the mass (g) of the test piece measured in the immersion liquid
  • ⁇ IL is It is the density (g / cm 3 ) of the immersion liquid.
  • the relative dielectric constant specified by the present invention can be obtained by measuring the capacitance of the insulating layer and calculating from the obtained capacitance as follows. Specifically, a metal electrode is deposited on the entire circumference of the outermost surface film of the insulated wire, the capacitance between the conductor and the metal electrode is measured, and the relative dielectric constant is calculated from the relationship between the electrode length and the insulating film thickness.
  • the capacitance of the insulating layer is measured at 25 ° C. and 100 Hz using a commercially available LCR meter, for example, an LCR HiTester (manufactured by Hioki Electric Co., Ltd., Model 3532-50).
  • a partial ratio can be obtained by locally peeling off the in-plane insulating film on one surface with four flat surfaces (insulating film) in the circumferential direction and evaporating a metal electrode. Measurement of dielectric constant is also possible.
  • the relative dielectric constant of the foam layer is preferably 90 or less, more preferably 80 or less, and even more preferably 75 or less.
  • the lower limit of the relative dielectric constant in the above relationship of the foam layer is realistically 20 or more.
  • the relative dielectric constant reduction rate [(relative dielectric constant before foaming ⁇ relative dielectric constant after foaming) ⁇ 100 / relative dielectric constant before foaming] due to the decrease in bulk density due to foaming is preferably 10% or more, preferably 20% The above is more preferable, and 25% or more is more preferable.
  • the upper limit of the relative dielectric constant reduction rate is realistically 80% or less.
  • the bubble layer is a resin varnish that forms the coating layer or an organic solvent bubble forming agent for forming bubbles in the resin, and the resin varnish is applied onto the conductor. Then, the coated resin varnish is heated to vaporize the bubble forming agent to form bubbles in the resin varnish, and the gas or liquid is infiltrated into the resin of the coating layer and then heated to form bubbles. Is representative. In addition to this, there is a method of adding a foam nucleating agent to the insulating film.
  • a bubble-forming agent to the resin varnish that forms the cell layer, coat the conductor with a resin varnish, and heat to form bubbles.
  • the application of the resin varnish may be performed directly on the conductor or may be performed with another resin layer interposed therebetween.
  • the above-mentioned organic solvent used for resin varnish formation is normally used for the resin varnish separately from the bubble forming agent.
  • the bubble forming agent is preferably an organic solvent having a boiling point of 180 ° C. to 300 ° C., more preferably 210 ° C. to 260 ° C.
  • diethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol monomethyl ether, or the like can be used as the high boiling point solvent having these boiling points.
  • Triethylene glycol dimethyl ether is more preferable in terms of small variation in bubble diameter.
  • dipropylene glycol dimethyl ether diethylene glycol ethyl methyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol butyl methyl ether, tripropylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, triethylene glycol Ethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol butyl methyl ether, polyethylene glycol dimethyl ether, polyethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, and the like can be used.
  • the high-boiling point solvent for the bubble forming agent may be one kind, but it is preferable to use a combination of at least two kinds in terms of obtaining the effect that bubbles are generated in a long temperature range.
  • Preferred combinations of at least two high boiling solvents are tetraethylene glycol dimethyl ether and diethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol dibutyl ether and triethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether and tetraethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol butyl methyl ether and tetraethylene.
  • Glycol dimethyl ether more preferably a combination of diethylene glycol dibutyl ether and triethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether and tetraethylene glycol dimethyl ether.
  • the high boiling point solvent for the cell forming agent has a higher boiling point than the solvent for resin varnishing, and when one kind of the high boiling point solvent for the cell forming agent is used, it is 10 ° C. higher than the solvent for resin varnishing. It is preferable that the height is higher.
  • a high boiling point solvent when using one kind of high boiling point solvent of a bubble formation agent, a high boiling point solvent has a role of both a bubble nucleating agent and a foaming agent.
  • the high boiling point solvent for forming bubbles having an intermediate boiling point acts as the bubble nucleating agent.
  • the resin varnish coated on the conductor is baked in a baking furnace to form bubbles.
  • Specific baking conditions depend on the shape of the furnace used, but in the case of a natural convection type vertical furnace of about 5 m, a bubble layer is formed by baking at a furnace temperature of 500 to 520 ° C. be able to. Further, the passage time of the furnace is generally 10 to 90 seconds.
  • the coating layer is the thermoplastic resin
  • a method of forming the bubble layer a method is used in which a gas is infiltrated into the insulating film of the insulated wire after manufacture, and the insulating film is foamed starting from the permeated gas.
  • the gas to be used is preferably an inert gas, and examples thereof include argon, hydrogen, methane, chlorofluorocarbon, carbon dioxide gas, helium, oxygen, and nitrogen.
  • carbon dioxide gas which has a strong gas permeation power to a resin used for a normal insulated wire and can be foamed at a high magnification, is preferable.
  • the gas to be used becomes liquid under high pressure and may be liquid. In this specification, these are collectively referred to as an inert gas.
  • the inert gas atmosphere includes an inert gas liquid. Foaming with an inert gas is preferably performed in the order of steps (1) and (2) as follows.
  • Foaming method (1) Step of maintaining the insulated wire in a pressurized inert gas atmosphere and infiltrating the inert gas (2) Foaming the insulated wire infiltrated with the inert gas into the resin by heating under normal pressure Process
  • the pressurization of the high-pressure gas in the above step (1) depends on the resin used for the insulated wire, but is preferably 1 to 20 MPa, more preferably 1 to 15 MPa, further preferably 1 to 10 MPa, and inert.
  • the holding time in the gas atmosphere is preferably 6 hours or more, more preferably 12 hours or more, further preferably 24 hours or more, and the temperature in the inert gas atmosphere is preferably 40 ° C. or less, more preferably 30 ° C. or less, 20 degrees C or less is still more preferable.
  • the heating temperature for foaming under normal pressure in the above step (2) depends on the resin used for the coating layer, preferably the extrusion-coated resin layer. However, if the temperature is higher than the glass transition temperature, the resin is likely to be deformed.
  • the glass transition temperature is preferably 5 to 200 ° C, more preferably 30 to 180 ° C, still more preferably 50 to 150 ° C, and the heating time is preferably 3 to 120 seconds, depending on the heating temperature.
  • thermosetting resin enamel layer
  • thermoplastic resin is used in the enamel paint.
  • a method is also preferred in which a gas is permeated into an insulated wire formed by baking a mixture of resins and formed as an insulating film, and the permeated gas is foamed.
  • thermosetting resin used in such a method various resins can be used as long as the gist of the present invention is not impaired.
  • polyimide, polyamideimide, polyesterimide, polyetherimide, polyamide, polyurethane, polyhydantoin, polyimide hydantoin modified polyester, polyester, polybenzimidazole, melamine resin, formal, polyvinyl formal, epoxy resin, phenol resin, urea resin, etc. can be used.
  • resins such as polyimide, polyamideimide, polyesterimide, polyetherimide, polyester, and polybenzimidazole are preferable from the viewpoint of heat resistance and flexibility. Moreover, these may be used individually by 1 type, and may mix and use 2 or more types.
  • thermoplastic resin that can be used in this application is only required to be soluble in a solvent, and is preferable because the amorphous thermoplastic resin is easily dissolved and has good workability.
  • the amorphous thermoplastic resin is, for example, acrylic resin, norbornene resin, cycloolefin resin, polystyrene, polycarbonate, polyethersulfone, polyetherimide, polyethersulfone, polyphenylsulfone, polysulfone. It means polyarylate, thermoplastic polyimide, and the like.
  • thermoplastic resins polyetherimide, polycarbonate, polyethersulfone, polyphenylsulfone, polysulfone, polyarylate, and the like are particularly preferable.
  • an amorphous thermoplastic resin it can be easily dissolved in a solvent.
  • these resins can be finely dispersed in the network structure of the thermosetting resin, and fine pores can be formed.
  • these may be used individually by 1 type, and may mix and use 2 or more types.
  • thermoplastic resin does not dissolve in the solvent
  • bubbles may be included using an insulated wire formed by applying and baking a paint obtained by dispersing a powdered thermoplastic resin in an enamel paint.
  • the powder may be in any shape as long as it does not impair the appearance of the film, such as spherical and irregular shapes. A spherical shape is more preferable because of its high electrical characteristics.
  • a / B is 10/90 to 90/10, where A is the mass of the resin component not containing the solvent of the thermosetting resin, and B is the mass of the thermoplastic resin. More preferably, A / B is 30/70 to 70/30, and particularly preferably A / B is 40/60 to 60/40.
  • thermosetting resin components it tends to be excellent in heat resistance, but it is difficult to increase the expansion ratio, and the reduction amount of the relative permittivity tends to be small. Further, when there are a large number of thermoplastic resin components, the expansion ratio can be easily increased and the amount of reduction in the relative dielectric constant increases, but the heat resistance tends to decrease. Therefore, it is preferable to select a blending ratio as required.
  • thermoplastic resin layer may be provided on the film layer made of the thermosetting resin.
  • Foaming with foam nucleating agent As another form of the present invention, there is a method in which a foam nucleating agent is contained in the insulating film in the manufacturing process of the insulated wire. Specifically, a component that decomposes with ultraviolet rays, electron beams, heat, etc. to generate gas is included in the insulating film resin, and only after the portion where the relative dielectric constant of the insulating film is desired to be lowered, ultraviolet rays, electron beams, By applying heat or the like, it is possible to realize a reduction in relative permittivity by foaming a predetermined portion.
  • the coating layer has at least one bubble layer, but the coating layer may be composed of the bubble layer and a coating layer having no bubbles.
  • a thermosetting resin layer (so-called “so-called thermosetting resin layer”) that can maintain high adhesion to a conductor and high heat resistance of the film on the outer periphery of the conductor. It is also preferable to provide an enamel layer and a bubble layer on the outer periphery thereof. It is also preferable to provide a coating layer such as an extrusion-coated resin layer on the bubble layer.
  • the insulated wire of the present invention has a thin portion in the length direction or circumferential direction of the same film layer.
  • the layer having the thin portion with the same layer may be any layer when having a plurality of coating layers.
  • the layer contacting the conductor, the outermost layer, or the inner layer may be used.
  • it is also preferable that the thickness of all the coating layers of the same location is thin.
  • the thin portion has a thickness of 40 to 95%, preferably 50 to 95% of the thickness before the thickness is reduced, although it depends on the means for reducing the thickness. More preferred is a thickness of 50 to 90%.
  • the degree of compression of the thickness determines the extent to which the conductor space factor in the stator is increased.
  • the thin portion is preferably compressed in the thickness direction.
  • a method using a press FSP1-600S manufactured by Fuji Steel Industry Co., Ltd.
  • the bubble layer is mainly thin.
  • the compression portion in the cross section of the bubble layer can be changed by the method of compressing in the thickness direction.
  • the thickness of any of the four sides may be reduced in the rectangular cross section.
  • Preferred embodiments of the present invention are as follows.
  • (I) The thickness of the coating layer on one side in the rectangular cross section is thinner than the thickness of the coating layer on the other side.
  • (Ii) The thicknesses of the two short-side coating layers facing each other in the rectangular cross section are both thinner than the thicknesses of the two opposing long-side coating layers.
  • (Iii) The thicknesses of the two long-side coating layers facing each other in the rectangular cross section are both thinner than the thickness of the two opposing short-side coating layers.
  • (Iv) The thickness of the coating layers on the two adjacent sides in the rectangular cross section is thinner than the thickness of the remaining two coating layers.
  • (V) The thickness of the coating layer on three sides in the rectangular cross section is thinner than the thickness of the remaining coating layer on one side.
  • FIG. 10 schematically shows the above (i)
  • FIGS. 7 and 8 schematically show the above (iii).
  • (i) to (v) depending on the shape of the slot and the size of the cross section of the insulated wire, as shown in FIG. In FIG. 11, (iii) is preferable because two opposing long sides are in contact with each other.
  • the stator for a rotating electrical machine uses the insulated wire of the present invention.
  • the insulated wire coating located at the boundary between the insulated wires adjacent in the status lot is used. It is preferable to make it thin in advance. Specifically, the insulated wire thinned in advance is assembled by a conventional method.
  • the insulated wire of the present invention can be used for various electric devices and electronic devices.
  • the insulated wire of the present invention is coiled and used for a motor, a transformer, etc., and can constitute a high-performance electric device.
  • it is used suitably as a coil
  • the insulated wire when used in a rotating electrical machine such as a motor, the insulated wire is cut as shown in FIG. 2 and turned into a U-shape or the like, and two U-shaped two U-shaped insulated wires are formed.
  • Open ends b2 (11b2) which are the ends, are alternately connected to form a coil, which is accommodated in the slot 22 of the stator core.
  • the open end b2 (11b2) is connected in the method 1 in which the open end b2 (11b2) is connected and then stored in the slot 22, or in the case where all the insulated wire segment segments 11 are stored in the slot 22 without being connected and then bent.
  • There is a method 2 to connect Any of these methods may be used in the present invention.
  • the U-shaped insulated wire coil 11 (insulated wire segment) 11 is not accommodated with the slot accommodating portion a (11a) accommodated in the slot 22 of the stator core 20.
  • the coil end portions b1 and b2 (11b1 and 11b2) projecting from the slot 22 are accommodated in different slot 22 and the coil end portions b1 and b2 (11b1 and 11b2) are formed on the stator 100.
  • the upper and lower portions are arranged in a state of protruding from the stator surface.
  • the slot accommodating portion a (11a) of the insulated wire arranged in the status lot is compressed to reduce the thickness of the coating layer in advance.
  • the open end portion of the insulated wire divided segment 11 is bent and connected between different insulated divided segments.
  • the insulated wire and the rotating electrical machine can be easily and inexpensively performed without complicated processes.
  • the stator for a motor and further the rotating electrical machine can be manufactured, and the partial discharge start voltage can be maintained at a high level, and the conductor space factor in the slot can be increased.
  • the relative dielectric constant is 2.4, and since the relative dielectric constant of unfoamed is 4.2, the relative dielectric constant is lowered.
  • the conductor space factor in the slot was 89.2%.
  • the thickness of a coating layer such as a foam layer having pores was determined from a scanning electron microscope (SEM) photograph of a cross section of the insulated wire.
  • the relative dielectric constant was calculated from the capacitance of the coating layer. That is, a metal electrode was deposited on the entire circumference of the outermost surface film of the insulated wire, the capacitance between the conductor and the metal electrode was measured, and the relative dielectric constant was calculated from the relationship between the electrode length and the thickness of the film layer.
  • the electrostatic capacitance of the coating layer was measured at 25 ° C. and 100 Hz using an LCR HiTester (manufactured by Hioki Electric Co., Ltd., Model 3532-50).
  • Bubble diameter The cross section of the bubble layer of the coating layer is observed with a scanning electron microscope (SEM), and the diameter of 20 arbitrarily selected bubbles is measured in a diameter measurement mode using image size measurement software (WinROOF manufactured by Mitani Corporation). These are values calculated by averaging these. When the shape of the bubble is not circular, the longest part is the diameter.
  • the bulk density of the coating resin before foaming was divided by the bulk density of the coating resin in the same part after foaming to determine the foaming ratio.
  • the bulk density was determined in accordance with Method A (underwater substitution method) of JIS-K-7112 (1999) “Plastics—Method of measuring density and specific gravity of non-foamed plastic”.
  • the density measuring kit attached to the METTLER electronic balance SX64 was used, and methanol was used as the immersion liquid.
  • the foamed layer of the coating layer of the insulated wire and the layer of the same part before foaming were peeled off to make each test piece, and the density of each test piece was calculated from the following calculation formula.
  • m S, A is the mass (g) of the test piece measured in the air
  • m s, IL is the mass (g) of the test piece measured in the immersion liquid
  • ⁇ IL is It is the density (g / cm 3 ) of the immersion liquid.
  • Example 1 As shown in FIG. 7, the insulated wire produced in Comparative Example 1 was crushed by a press as shown in FIG. 7, and the thickness of the two opposing long sides of the insulating coating made of a bubble layer was 44 ⁇ m. An insulated wire was produced. The conductor space factor in the slot of the obtained insulated wire was 91.8%, and the conductor space factor was improved by 2.6%.
  • the thermoplastic resin is polyethylene terephthalate (PET) (manufactured by Teijin Ltd., trade name: PET resin TR-8550T, relative dielectric constant 3.2), and has a rectangular cross section (long side 3.4 mm ⁇ short side 1.8 mm).
  • the insulated wire thus prepared is stored in a high-pressure container filled with carbon dioxide gas under a pressure of 1.7 MPa at a temperature of ⁇ 30 ° C. for 42 hours to allow carbon dioxide gas to penetrate into the coating resin. It was. Thereafter, the film was taken out from the high-pressure vessel and heated for 1 minute under the condition of a temperature of 200 ° C. to foam the film resin, thereby producing an insulated wire having a film thickness of 39 ⁇ m.
  • the bubble size was 2 ⁇ m, and the expansion ratio in the bubble layer was 1.6 times. Since the relative dielectric constant is 2.2 and the relative dielectric constant of unfoamed is 3.2, it is lowered.
  • the conductor space factor in the slot was 92.5%.
  • Example 2 As shown in FIG. 7, the portion inserted into the slot of the rotating electrical machine is crushed by the press machine as shown in FIG. 7, and the thickness of the two opposing long sides of the insulating film made of the bubble layer is 24 ⁇ m. An insulated wire was produced. The conductor space factor in the slot of the obtained insulated wire was 94.0%, and the conductor space factor was improved by 1.5%.
  • the bubble size was 5 ⁇ m, and the expansion ratio in the bubble layer was 1.9 times.
  • the relative dielectric constant is 2.3, and the relative dielectric constant of unfoamed is 4.2.
  • thermoplastic resin polyetheretherketone (PEEK) (trade name: KetaSpire KT-820, relative dielectric constant 3.1, manufactured by Solvay Specialty Polymers), and the outer shape of the cross section of the extrusion-coated resin layer is a conductor.
  • PEEK polyetheretherketone
  • Extrusion coating of PEEK was performed using an extrusion die so as to have a shape similar to the shape, and an extrusion-coated resin layer having a thickness of 40 ⁇ m was formed to produce an insulated wire.
  • the conductor space factor in the slot was 86.6%.
  • Example 3 As shown in FIG. 8, the portion of the insulated wire produced in Comparative Example 3 inserted into the slot of the rotating electrical machine is crushed by a press machine, and the insulating layer made of the bubble layer and the extrusion-coated resin layer is opposed to the bubble layer. Thus, an insulated wire in which only two long sides had a thickness of 32 ⁇ m was produced. The conductor space factor in the slot of the obtained insulated wire was 87.3%, and the conductor space factor was improved by 0.7%.
  • the thermoplastic resin is polyphenylene sulfide (PPS) (manufactured by DIC, trade name: FZ-2100, relative dielectric constant: 3.2), and the outer periphery of a conductor (copper having an oxygen content of 15 ppm) having a circular cross section ( ⁇ 1.0 mm)
  • PPS extrusion coating was performed using an extrusion die.
  • the insulated wire thus produced is stored in a high-pressure container filled with carbon dioxide gas under a pressure of 1.2 MPa at a temperature of ⁇ 32 ° C. for 24 hours to allow carbon dioxide gas to penetrate into the coating resin. It was.
  • the film was taken out from the high-pressure vessel and heated for 1 minute under the condition of a temperature of 200 ° C. to foam the film resin to produce an insulated wire having a film thickness of 40 ⁇ m.
  • the bubble size was 8 ⁇ m, and the expansion ratio in the bubble layer was 1.4 times.
  • the relative dielectric constant is 2.4, and since the relative dielectric constant of unfoamed is 3.2, it is lowered.
  • the conductor space factor in the slot was 85.7%.
  • Example 4 As shown in FIG. 9, the portion of the insulated wire produced in Comparative Example 4 inserted into the slot of the rotating electrical machine was crushed by a press as shown in FIG. 9, and the thickness of the portion of FIG. An insulated wire was produced.
  • the conductor space factor in the slot was 86.1%, and the conductor space factor was improved by 0.4%.
  • Insulated wire 1 Conductor 2 Film layer (bubble layer) 3 Film layer (layer without bubbles) 11 Coil (Insulated wire segment) a Slot receiving part (slot straight part) b1 U-shaped turn part of coil end part b2 Open end part of coil end part 11 ⁇ First coil (first insulated wire segment) 11 ⁇ Second coil (second insulated wire segment) 100 Stator 20 Stator Core 21 Teeth 22 Slot P Press Machine

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Abstract

 導体が、少なくとも1層の絶縁材料で皮膜され、皮膜層に、厚さ方向に少なくとも1層の気泡層を有する絶縁電線であって、同一皮膜層の長さ方向または周方向で厚さが薄い部分を有する絶縁電線、その製造方法、回転電機用ステータの製造方法及び回転電機。

Description

絶縁電線、絶縁電線の製造方法、回転電機用ステータの製造方法および回転電機
 本発明は、絶縁電線、絶縁電線の製造方法、回転電機用ステータの製造方法および回転電機に関する。
 自動車、一般産業用のモーター等の回転電機は、高密度での小型化、高出力への要求が高まっている。小型化は回転電機のステータコアのスロット内で導体占積率を高めるために絶縁電線の角線化が行われており、また、回転電機では、最近は、絶縁電線を切断してU字形状等にターン加工し、複数のU字形状等の絶縁電線のU字形状等の2つの末端(開放端部)を互い違いに接続して、コイルとされ、ステータコアのスロットに収められる。
 この接続されたU字形状等の絶縁電線のコイル(絶縁電線分割セグメント)は、スロットに収納されるスロット収容部(スロット直線部)とスロットに収納されないコイルエンド部(U字形状等のターン部と2つの末端である開放端部)からなる。U字形状等の絶縁電線のコイルの2つの直線状のスロット収容部がそれぞれ互いに異なるスロットに収めらる。一方、U字等の湾曲状のコイルエンド部と開放端部のコイルエンド部がステータの上下部分で、スロットに収納されずにはみ出した状態で配列し、開放端部のコイルエンド部が他のコイルの開放端部と接続されて配線される。このため、コイルエンド部をさらに短縮化することで、高密度化が試みられている。
 一方、高出力化は、回転電機を高電圧化、大電流化、高回転化することで達成されている。
 ここで、コイル化は絶縁被覆された導体を複数、上下、左右もしくは上下左右に束ね、必要によっては、この束ねた複数の絶縁電線全体を電界緩和もしくは絶縁化のための樹脂被覆が行われる。
 しかしながら、従来の数kHz~数十kHzの規定電圧を超えた高電圧では、回転電機に用いられる絶縁電線もしくはコイルでは絶縁性が不十分であった。特に、長期使用における耐久性が求められている。
 具体的には、皮膜された導体間(束ねられた複数の皮膜された導体間)で、一定電界強度以上でコロナ放電が発生し、耐久性を損なうため、該耐久性として、このコロナ放電、すなわち、部分放電劣化を最小限に抑えることが強く求められている。
 一般に、部分放電劣化は電気絶縁材料がその部分放電で発生した荷電粒子の衝突による分子鎖切断劣化、スパッタリング劣化、局部温度上昇による熱溶融あるいは熱分解劣化、放電で発生したオゾンによる化学的劣化等が複雑に起こる現象である。これによって、実際の部分放電で劣化した電気絶縁材料では厚さが減少したりする。
 部分放電による劣化を防ぐために、部分放電開始電圧を高くする開発が行われている。分布巻型回転電機の場合、この部分放電劣化は、スロットで収納固定されていない、U字等の湾曲状のコイルエンド部で生じやすい。この問題を解決するため、絶縁電線のコイルの前記スロット収容部とコイルエンド部で、導体を皮膜する絶縁皮膜の厚さや皮膜する絶縁材料を変更することが提案されている(特許文献1参照)。また、部分放電開始電圧を高くする方法として、皮膜層に、発泡層を設け、比誘電率を低下させる方法も提案されている(特許文献2参照)。
 ここで、高出力化や小型化に対しては、スロットの空間に占める絶縁電線の導体の占積率を高めることも有効な手段であり、導体と導体の間に生じる空間を少なくするために、導体の断面形状が丸形から矩形に移行しつつある。矩形の導体でさらに導体占積率を高めるには、絶縁皮膜の厚さを薄くすることになり、これは、上記のように絶縁性、耐久性が悪化する。
特開2008-236924号公報 特許第5391365号公報
 高出力化のために、部分放電劣化に基づく耐久性を高いレベルで維持したまま、スロットの空間での導体占積率を高めることは、前述のように難易度の高い課題である。
 一方、特許文献1で提案されているような、絶縁電線のコイルのスロット収容部とコイルエンド部で、導体を皮膜する絶縁皮膜の厚さや皮膜する絶縁材料を変更するには、煩雑な製造工程が必要となり、製造コスト的にも問題がある。
 従って、本発明は、上記の問題点を解決することを第一の課題とするものである。
 すなわち、本発明は、高出力化、小型化に対して、部分放電開始電圧を高いレベルで維持し、スロットに占める導体占積率が高い絶縁電線、絶縁電線の製造方法、回転電機用ステータの製造方法および回転電機を提供することを課題とする。
 さらに、本発明では、このような優れた絶縁電線を煩雑な製造工程を必要としない簡便で安価な製造工程で製造できる絶縁電線の製造方法および回転電機用ステータの製造方法を提供することを課題とする。
 本発明者らは、上記の課題を解決すべく、種々の検討を行った。特に、絶縁電線のコイルエンド部となる部分とスロット収容部となる部分の厚さや絶縁材料の変更でなく、同一の絶縁材料でコイルエンド部のコロナ放電を抑止する手段を中心に検討した。この結果、コロナ放電を抑止するのに有効な気泡層を有する絶縁電線であれば、スロットでの導体占積率を高めるために、絶縁電線のスロットに収容される部分の厚さを圧縮できるため、煩雑な製造工程を必要とせず、絶縁電線の耐久性を高いレベルで維持したまま、導体占積率を高めることができることを見出し、本発明に至った。
 すなわち、本発明の上記課題は、以下の手段によって達成された。
(1)導体が、少なくとも1層の絶縁材料で皮膜され、皮膜層に、厚さ方向に少なくとも1層の気泡層を有する絶縁電線であって、同一皮膜層の長さ方向または周方向で厚さが薄い部分を有することを特徴とする絶縁電線。
(2)前記厚さの薄い部分が、厚さ方向に圧縮されて薄くされたものであることを特徴とする(1)に記載の絶縁電線。
(3)前記皮膜層の樹脂が、ポリエステル、ポリエステルイミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンスルフィドおよびポリエーテルエーテルケトンから選択される樹脂であることを特徴とする(1)または(2)に記載の絶縁電線。
(4)前記気泡層の樹脂が、ポリエステル、ポリエステルイミド、ポリイミドおよびポリアミドイミドから選択される熱硬化性樹脂であるか、またはポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルフィドおよびポリエーテルエーテルケトン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)~(3)のいずれか1項に記載の絶縁電線。
(5)前記皮膜層が、前記気泡層と、気泡を有さない少なくとも1層からなり、該気泡を有さない層の樹脂が、ポリフェニレンスルフィドおよびポリエーテルエーテルケトン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)~(4)のいずれか1項に記載の絶縁電線。
(6)前記導体の断面形状が、円形または矩形であることを特徴とする(1)~(5)のいずれか1項に記載の絶縁電線。
(7)前記導体の断面形状が矩形の絶縁電線であって、矩形断面における1辺の皮膜層の厚さがその他の辺の皮膜層の厚さより薄いことを特徴とする(1)~(6)のいずれか1項に記載の絶縁電線。
(8)前記導体の断面形状が矩形の絶縁電線であって、矩形断面において対向する2つの短辺の皮膜層の厚さがともに、対抗する2つの長辺の皮膜層の厚さより薄いことを特徴とする(1)~(6)のいずれか1項に記載の絶縁電線。
(9)前記導体の断面形状が矩形の絶縁電線であって、矩形断面において対向する2つの長辺の皮膜層の厚さがともに、対向する2つの短辺の皮膜層の厚さより薄いことを特徴とする(1)~(6)のいずれか1項に記載の絶縁電線。
(10)前記導体の断面形状が矩形の絶縁電線であって、矩形断面における隣り合う2辺の皮膜層の厚さが残りの2辺の皮膜層の厚さより薄いことを特徴とする(1)~(6)のいずれか1項に記載の絶縁電線。
(11)前記導体の断面形状が矩形の絶縁電線であって、矩形断面における3辺の皮膜層の厚さが残りの1辺の皮膜層の厚さより薄いことを特徴とする(1)~(6)のいずれか1項に記載の絶縁電線。
(12)前記(1)~(11)のいずれか1項に記載の絶縁電線の製造方法であって、前記皮膜層を、厚さ方向に圧縮して、同一皮膜層の長さ方向または周方向で厚さが薄い部分を形成することを特徴とする絶縁電線の製造方法。
(13)絶縁電線を有する回転電機用ステータの製造方法であって、該絶縁電線は、導体が少なくとも1層の絶縁材料で皮膜され、皮膜層に、厚さ方向に少なくとも1層の気泡層を有する絶縁電線であり、該絶縁電線をステータスロット内へ配置した際、ステータスロット内において隣り合う該絶縁電線間の境界に位置する絶縁電線の皮膜をあらかじめ薄くしておくことを特徴とする回転電機用ステータの製造方法。
(14)前記絶縁電線の皮膜を厚さ方向に圧縮して薄くすることを特徴とする(13)に記載の回転電機用ステータの製造方法。
(15)前記(1)~(11)のいずれか1項に記載の絶縁電線を用いてなることを特徴とする回転電機。
 本発明により、部分放電劣化に基づく耐久性を高いレベルで維持し、スロットに占める導体占積率が高い絶縁電線、絶縁電線の製造方法、回転電機用ステータの製造方法および回転電機が提供できる。しかも、このような優れた絶縁電線を煩雑な製造工程を必要としない簡便で安価な製造工程で製造できる絶縁電線の製造方法および回転電機用ステータの製造方法を提供することが可能となった。
 本発明の上記および他の特徴および利点は、下記の記載および添付の図面からより明らかになるであろう。
(a)、(b)絶縁電線の模式的な上面図と断面図である (a)、(b)本発明で使用するコイル(絶縁電線分割セグメント)の模式的な形状を示す外観斜視図と該コイルをステータコアのスロットへ収容された状態を模式的に示す拡大斜視図である。 (a)、(b)本発明で使用するコイルの模式的な形状を示す外観斜視図と該コイルを2組セットした模式的な外観斜視図である。 本発明に係る2組セットのコイルをステータコアのスロットへ挿入する工程を示す斜視図である。 ステータの全体斜視図である。 (a)、(b)ステータの模式的な部分斜視図と側面図である。 矩形導体を使用した模式的な絶縁電線の上面図および断面図を含む、長さ方向で、プレス機により気泡層からなる皮膜層の厚さを薄くする模式的な工程図である。 矩形導体を使用した模式的な絶縁電線の上面図および断面図を含む、長さ方向で、プレス機により気泡層と気泡を有さない層からなる皮膜層の厚さを薄くする模式的な工程図である。 円形導体を使用した模式的な絶縁電線の上面図および断面図を含む、長さ方向で、プレス機により気泡層からなる皮膜層の厚さを薄くする模式的な工程図である。 矩形導体を使用した模式的な絶縁電線の上面図および断面図を含む、長さ方向で、プレス機により気泡層の長辺の一辺の皮膜層の厚さを薄くする模式的な工程図である。 (a)、(b)ステータコアのスロット中に収納されている複数の絶縁電線の収納状態を示す模式的な断面図である。
<<絶縁電線>>
 本発明の絶縁電線は、自動車、一般産業用のモーター等の回転電機に好適に使用できるものである。
 本発明の絶縁電線は、導体を皮膜する皮膜層において、同一皮膜層の長さ方向または周方向で厚さが薄い部分が設けられている。
 しかも、本発明の絶縁電線は、特に、コロナ放電の発生に対する部分放電劣化を抑制し、耐久性を向上させるために、皮膜層に少なくとも1層の気泡層を有する。
 このような絶縁電線で、上記のように同一皮膜層の長さ方向または周方向で厚さが薄い部分が設けられている。
 ここで、気泡層は、気泡を有する層であり、気泡の存在によって、皮膜樹脂の比誘電率が低くなっている。
 回転電機のステータにコイルとして使用される絶縁電線は、長さ方向または周方向で、コロナ放電が発生しやすい環境におかれる部分以外は、過剰なコロナ放電対策が必要でないことから、皮膜層の厚さを薄くできる。
 本発明では、絶縁電線のコロナ放電が発生しやすい環境におかれる部分以外の部分の皮膜層を薄くすることで、部分放電劣化に基づく耐久性を高いレベルで維持し、スロットに占める導体占積率を高めたものである。
 例えば、自動車等の回転電機の場合、図5に示すように、ステータ100は加工された絶縁電線(コイル)11が組み込まれている。
 このステータ100は、図2(a)、図3(a)で示されるようなコイル(絶縁電線分割セグメント)11を最小基本単位として、通常は、図3(b)に示すように2組のセット(11α、11β)を基本単位として図4に示すようにしてスロット22に収納される。ここで、図2(b)では最小基本単位のコイル(絶縁電線分割セグメント)11を収納した状態を模式的に示したものであるが、ステータ100のステータコア20に設けられたティース21とスロット22の異なったスロット22にコイル(絶縁電線分割セグメント)11が組み込まれる。このとき、コイル(絶縁電線分割セグメント)11は、図2(a)に示すように、スロット22に収納されるスロット収容部a(11a)と収納されないコイルエンド部、詳細には、U字形状等のターン部b1(11b1)と2つの末端部である開放端部b2(11b2)からなる。なお、スロット収容部a(11a)は通常直線である。
 図4のようにして、コイル(絶縁電線分割セグメント)11を最小基本単位として、通常は、図3(b)に示すように2組のセット(11α、11β)を基本単位として、ステータに組み込んだ後、コイル(絶縁電線分割セグメント)11のターン部b1(11b1)とコイル(絶縁電線分割セグメント)11の開放端部b2(11b2)はスロット22からはみ出して配線される。コイル(絶縁電線分割セグメント)11のターン部b1(11b1)は、図6(a)のような状態で配列され、一方、コイル(絶縁電線分割セグメント)11の開放端部b2(11b2)は、折り曲げ加工され、2つの開放端部のコイルエンド部が他のコイルの開放端部と接続されて配線される。
 図6(b)は、絶縁電線(コイル)11が組み込まれた、図5で示すステータ100の側面図であり、ステータ100の上下に絶縁電線(コイル)11のコイルエンド部(11b1、11b2)がはみ出す。
 ステータ100での絶縁電線は、このコイルエンド部(11b1、11b2)で最もコロナ放電が生じやすい。
 このため、コイルエンド部(11b1、11b2)では、このコロナ放電に対する対策が必要となる。一方、スロット収容部(11a)では、コイルエンド部(11b1、11b2)ほどコロナ放電が生じないことから、コロナ放電対策を行った皮膜層の厚さをコイルエンド部(11b1、11b2)より薄くして、スロットでの導体占積率を高めることができる。
 図11は、矩形導体を使用した絶縁電線がステータコアのスロット中に収納されている複数の絶縁電線の収納状態を示す模式的な断面図(ステータを輪切りにした断面図)であるが、隣接する絶縁電線同士が接している皮膜層を薄くすることで絶縁電線を多く収容することが可能となる。ここで、図11(a)が従来の絶縁電線であり、図11(b)が本発明の絶縁電線である。
 本発明の絶縁電線は、導体の周りが、少なくとも1層の絶縁材料で皮膜された絶縁電線である。
 なお、本願明細書では、皮膜は被覆と同義で使用し、皮膜層は被覆層と同義で使用する。
 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。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、銅99.96%以上、酸素含有量は30ppm以下、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。
 導体の断面形状は用途に応じて決めるものであるため、円形(丸)、矩形(平角)、あるいは六角形などいずれの形状でも構わない。例えば回転電機のような用途に対しては、ステータコアのスロット内における導体の占積率を高くできるという点においては矩形状の導体が好ましい。
 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指定はないが、丸形状の導体の場合は直径で0.3~3.0mmが好ましく、0.4~2.7mmがより好ましい。平角形状の導体の場合は一辺の長さが幅(長辺)は1.0~5.0mmが好ましく1.4~4.0mmがより好ましく、厚さ(短辺)は0.4~3.0mmが好ましく、0.5~2.5mmがより好ましい。ただし、本発明の効果が得られる導体サイズの範囲はこの限りではない。
 また、平角形状の導体の場合、これも用途に応じて異なるが、断面正方形よりも、断面長方形が一般的である。また、平角形状の導体の場合は、用途が回転電機の場合では、その導体断面の4隅の面取り(曲率半径r)は、ステータコアのスロット内での導体占積率を高める観点において、rは小さい方が好ましいが、4隅への電界集中による部分放電現象を抑制するという観点においては、rは大きい方が好ましい。このため、局率半径rは0.6mm以下が好ましく、0.2~0.4mmがより好ましい。ただし、本発明の効果が得られる範囲はこの限りではない。
<皮膜層>
 本発明では、絶縁材料からなる少なくとも1層の皮膜層を有する。例えば、図1では、矩形の導体1の2層の皮膜層〔皮膜層(気泡層)2、皮膜層(気泡を有さない層)3〕)で皮膜された絶縁電線を示す。ここで、図1(a)は絶縁電線10の上面図であり、図1(b)は断面図である。
 本発明の絶縁被覆樹脂に用いることができる樹脂としては、熱硬化性樹脂、例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、ポリウレタン、ポリヒダントイン、ポリイミドヒダントイン変性ポリエステル、ポリエステル、ポリベンゾイミダゾール、メラミン樹脂、ホルマール、ポリビニルホルマール、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレア樹脂が挙げられ、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリエーテルイミド、ポリエステル、ポリベンゾイミダゾールなどの樹脂が耐熱性と可とう性の点から、好ましく、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリエーテルイミド、ポリエステルがより好ましい。また、これらを2種以上組み合わせて用いてもよい。
 また、上記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。
 熱硬化性樹脂の皮膜層はエナメル線の焼付けと同様の方法で形成することができる。
 すなわち、熱硬化性樹脂を有機溶媒でワニス化して樹脂ワニスとし、この樹脂ワニスを導体に塗布し、塗布した導体を、常法にて焼付炉で焼付けすることで熱硬化性樹脂の皮膜層を設けることができる。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、400~500℃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。
 樹脂ワニスのワニス化に使用する有機溶媒としては、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。有機溶剤の沸点は、好ましくは160℃~250℃、より好ましくは165℃~210℃のものである。
 これらの有機溶媒のうち、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有さないため、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。
 なお、樹脂ワニスには、樹脂以外に、必要に応じ酸化防止剤、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などを含有してもよい。
 本発明において、皮膜層を2層以上有してもよい。なお、本発明では、全く同じ樹脂ワニスを複数回塗布、焼付けを行い、単に層の厚さを調整する場合は1層、すなわち同一とし、同じ樹脂でも樹脂ワニス中の添加剤の種類、量が異なるものは別の層としてカウントする。
 また、本発明の絶縁被覆樹脂に用いることができる熱可塑性樹脂としては、例えば、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)、ポリブチレンナフタレート(PBN)、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)、ポリサルホン(PSU)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリフェニルサルホン(PPSU)、ポリエーテルイミド(PEI)、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)、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)(FEP)、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、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体(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。これらの熱可塑性樹脂は1種単独で用いてもよく、また、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 なお、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、上記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。
 熱可塑性樹脂の皮膜層は、前述の熱硬化性樹脂の皮膜層と同様に、樹脂ワニス化して、塗布、または塗布後にさらに焼付け処理を行って設けてもよいが、好ましくは、熱可塑性樹脂を押出し加工し、押出被覆樹脂層を設ける。
 本発明の皮膜層は、熱硬化性もしくは熱可塑性樹脂の樹脂として、ポリエステル、ポリエステルイミド、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)およびポリエーテルエーテルケトン(PEEK)から選択される樹脂を含むことが好ましい。
 なお、これらの樹脂は、その変性樹脂も好ましく使用される。
 このうち、気泡層の樹脂は、ポリエステル、ポリエステルイミド、ポリイミド(PI)およびポリアミドイミド(PAI)から選択される熱硬化性樹脂であるか、またはポリエチレンナフタレート(PEN)、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)およびポリエーテルエーテルケトン(PEEK)から選択される熱可塑性樹脂が好ましい。
 皮膜層が、前気泡層と、気泡を有さない少なくとも1層からなる場合、気泡を有さない層の樹脂は、ポリフェニレンスルフィド(PPS)およびポリエーテルエーテルケトン(PEEK)から選択される熱可塑性樹脂を含むことが好ましい。特に、ポリエーテルエーテルケトンは変性ポリエーテルエーテルケトンも好ましい。
 ポリフェニレンスルフィド(PPS)の市販品としては、例えば、FZ-2100(DIC社、商品名)、ポリカーボネート(PC)の市販品としては、例えば、パンライト LV-2250Y(帝人社製、商品名)、ポリエチレンテレフタレート(PET)の市販品としては、例えば、TR-8550T(帝人社製、商品名)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)の市販品としては、例えば、トレコン 1401X31(東レ社製、商品名)、ポリエチレンナフタレート(PEN)の市販品としては、例えば、テオネックス TN8065S(帝人社製、商品名)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)の市販品としては、例えば、キータスパイアKT-820(ソルベイスペシャリティポリマーズ社製、商品名)、PEEK450G(ビクトレックスジャパン社製、商品名)、ポリエーテルサルホン(PES)の市販品としては、例えば、スミカエクセルPES(住友化学社製、商品名)、ポリエーテルイミド(PEI)の市販品としては、例えば、ウルテム1010(サビックイノベーティブプラスチック社製、商品名)、ポリイミド(PI)の市販品としては、例えば、オーラムPL450C(三井化学社製、商品名)、ポリアミドイミド(PAI)の市販品としては、例えば、HI406(日立化成社製、商品名)、ポリエステルイミドの市販品としては、例えば、EH402、EH460(大日精化工業社、商品名)が挙げられる。
 皮膜層の総厚さは、3~200μmが好ましく、10~150μmがより好ましく、20~100μmがさらに好ましい。
 厚さの薄い部分は、厚さを薄くする手段にもよるが、厚さを薄くする前の厚さに対して40~95%の厚さが好ましく、50~95%の厚さがより好ましく、50~90%の厚さがさらに好ましい。
(気泡層)
 気泡層に有する気泡は、独立気泡であっても連通気泡であってもよく、またこれら両方であってもよい。ここで、独立気泡とは、任意の断面で切断した押出被覆樹脂層の断面をマイクロスコープで観察したときに気泡内壁に穴、すなわち隣接する気泡との連通開口部が確認できないものをいい、連通気泡とは、同様にして観察したときに気泡内壁に穴が確認できるものをいう。気泡は、皮膜層、好ましくは押出被覆樹脂層の摩耗特性や機械特性を維持しつつ、縦方向、すなわち厚さ方向の瞬間的な潰れに変形しても、内圧が上がり、圧力が開放されると戻りやすいという点で、また、溶剤等に浸漬されても気泡内部に溶剤等が侵入して気泡部分が埋まることなく、比誘電率の上昇を抑えることができる点で、独立気泡を含んでいるのが好ましい。
 絶縁電線の樹脂が発泡されたかどうかは、例えば、走査型電子顕微鏡や光学顕微鏡により、厚さ方向、サンプル面積の縦方向、横方向のいずれかに切断した断面で、断面写真を観察したときに、気泡セルが確認できれば、発泡したことが判定でき、また間接的には嵩密度の低下で確認可能である。
 気泡層に有する気泡の大きさ、形状は特に限定されるものではないが、形状は球状が好ましく、1つの気泡径の平均は、気泡体積の球換算での半径として、10μm以下が好ましく、5μm以下がより好ましく、2μm以下がさらに好ましい。
 気泡の径は、皮膜層の気泡層の断面を走査電子顕微鏡(SEM)で観察し、任意に選択した20個の気泡の直径を、画像寸法計測ソフト(三谷商事社製WinROOF)を用いて径測定モードで測定し、これらを平均して算出した値である。なお、気泡の形状が円形でない場合は、最長部分を直径とする。
 気泡層が形成された場合、発泡倍率は、好ましくは、1.2~5.0倍であり、より好ましくは1.2~2.0倍であり、さらに好ましくは1.3~1.8倍である。
 この発泡倍率が大きいほど、比誘電率が低下する。
 なお、発泡した樹脂の嵩密度が低下することから、この嵩密度の変化の関係から、発泡倍率が算出される。
 具体的には、発泡倍率は、以下の式で求められる。
  発泡倍率=発泡前の樹脂の嵩密度/発泡後の樹脂の嵩密度
(嵩密度の測定)
 ここで、上記の発泡倍率を求めるための嵩密度は下記のようにして測定することができる。
 JIS-K-7112(1999)「プラスチック-非発泡プラスチックの密度および比重の測定方法」のA法(水中置換法)に準拠して求める。
 具体的には、例えば、メトラー社製電子天秤SX64に付属の密度測定キッドを用い、浸漬液はメタノールを使用する。絶縁電線の押出被覆樹脂の発泡した部分であるコイルエンド部であるU字形状部分および発泡していないスロット収容部をそれぞれ剥がし取って、各試験片とし、該各試験片の密度を下記計算式から算出する。
 試験片の密度ρS,t=(mS,A×ρIL)/(mS,A-ms,IL
 ここで、mS,Aは、空気中で測定した試験片の質量(g)であり、ms,ILは、浸漬液中で測定した試験片の質量(g)であり、ρILは、浸漬液の密度(g/cm)である。
(比誘電率の測定)
 一方、本発明で特定する比誘電率は下記のようにして、絶縁層の静電容量を測定し、得られた静電容量から算出して求めることができる。
 具体的には、絶縁電線の最表面皮膜の全周に金属電極を蒸着し、導体と金属電極間の静電容量を測定し、電極長と絶縁皮膜厚の関係から比誘電率を算出する。ここで、絶縁層の静電容量は、市販のLCRメータ、例えば、LCRハイテスタ(日置電機株式会社製、型式3532-50)を用いて、25℃、100Hzで測定する。
 導体形状が矩形の絶縁電線では、周方向で4面ある平らな面(絶縁皮膜)のある一面において、面内の絶縁皮膜を局所的に剥離し、金属電極を蒸着すれば、部分的な比誘電率の測定も可能である。
 本発明の絶縁電線は、発泡前の発泡層に使用される樹脂の比誘電率を100としたとき、発泡層の比誘電率は90以下が好ましく、80以下がより好ましく、75以下がさらに好ましい。なお、発泡層の上記関係における比誘電率の下限は、20以上が現実的である。
 このため、発泡による嵩密度低下による比誘電率低下率〔(発泡前の比誘電率-発泡後の比誘電率)×100/発泡前の比誘電率〕は、10%以上が好ましく、20%以上がより好ましく、25%以上がさらに好ましい。また、比誘電率低下率の上限は、80%以下が現実的である。
<気泡層の形成>
 皮膜層が前記熱硬化性樹脂の場合においては、気泡層は、皮膜層を形成する樹脂ワニスもしくは樹脂中に気泡形成のための有機溶媒の気泡形成剤を加え、該樹脂ワニスを導体上に塗布し、次いで被覆された樹脂ワニスを加熱して気泡形成剤を気化させて樹脂ワニス中に気泡を形成させる方法、ガスまたは液体を皮膜層の樹脂に浸透させ、その後加熱して気泡を形成する方法が代表的である。これに加えて、絶縁皮膜に発泡核剤を含有させておく方法がある。
(気泡形成剤による方法)
 気泡層を形成する樹脂ワニスに、気泡形成剤を加え、導体上に塗布等を行って該樹脂ワニスで被覆し、加熱して気泡を形成させるのが好ましい。なお、樹脂ワニスの塗布は導体上に、直接塗布しても、間に別の樹脂層を介在させて行ってもよい。
 なお、樹脂ワニスには、気泡形成剤とは別に、通常、樹脂ワニス化に使用する前述のような有機溶媒が使用されている。
 気泡形成剤は、沸点が180℃~300℃、より好ましくは210℃~260℃の有機溶媒が好ましい。
 これらの沸点を有する高沸点溶媒は、具体的には、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテルなどを用いることができる。気泡径のばらつきが小さい点においてトリエチレングリコールジメチルエーテルがより好ましい。これら以外にも、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル、ポリエチレングリコールジメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどが使用できる。
 気泡形成剤の高沸点溶媒は、1種でもよいが、気泡が長い温度範囲で発生する効果が得られる点で、少なくとも2種を組み合わせて用いるのが好ましい。高沸点溶媒の少なくとも2種の好ましい組み合わせは、テトラエチレングリコールジメチルエーテルとジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテルとトリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテルとテトラエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールブチルメチルエーテルとテトラエチレングリコールジメチルエーテル、より好ましくはジエチレングリコールジブチルエーテルとトリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテルとテトラエチレングリコールジメチルエーテルの組み合わせである。
 気泡形成剤の高沸点溶媒は樹脂ワニス化のための溶媒よりも高沸点であるのが好ましく、気泡形成剤の高沸点溶媒を1種類使用する場合は、樹脂ワニス化のための溶媒より10℃以上高いことが好ましい。なお、気泡形成剤の高沸点溶媒を1種類使用する場合は、高沸点溶媒は気泡核剤と発泡剤の両方の役割を有する。一方、気泡形成剤の高沸点溶媒を2種類以上使用する場合は、最も高い沸点のものが発泡剤、中間の沸点を持つ気泡形成用の高沸点溶媒が気泡核剤として作用する。
 気泡形成剤を含む樹脂ワニスで気泡を形成するための加熱は、導体上に被覆された樹脂ワニスは、焼付炉で焼き付けすることにより、気泡が形成される。
 具体的な焼付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、炉温500~520℃で焼付けを行うことで気泡層とすることができる。また、炉の通過時間は10~90秒が一般的である。
(ガスによる発泡)
 皮膜層が前記熱可塑性樹脂の場合においては、気泡層を形成する方法として、製造後の絶縁電線の絶縁皮膜にガスを浸透させて、その浸透させたガスを起点に絶縁皮膜を発泡させる方法である。
 使用するガスは、不活性ガスが好ましく、アルゴン、水素、メタン、フロン、炭酸ガス、ヘリウム、酸素、窒素等が挙げられる。これらの中でも、通常の絶縁電線に使用される樹脂へのガス浸透力が強く、高倍率に発泡できる炭酸ガスが好ましい。
 なお、使用するガスは、高圧下で液状となり、この液状であってもよく、本明細書ではこれらをまとめて不活性ガスと称する。同じく不活性ガス雰囲気中は不活性ガスの液体中をも含める。
 不活性ガスによる発泡は、以下のように、工程(1)、(2)の順に行って発泡させることが好ましい。
発泡方法
(1)絶縁電線を加圧不活性ガス雰囲気中に保持して不活性ガスを浸透させる工程
(2)該不活性ガスを樹脂中に浸透させた絶縁電線を常圧下で加熱して発泡させる工程
 上記工程(1)の高圧ガスの加圧は、絶縁電線に使用されている樹脂にもよるが、1~20MPaが好ましく、1~15MPaがより好ましく、1~10MPaがさらに好ましく、また、不活性ガス雰囲気中に保持時間は、6時間以上が好ましく、12時間以上がより好ましく、24時間以上がさらに好ましく、不活性ガス雰囲気下の温度は、40℃以下が好ましく、30℃以下がより好ましく、20℃以下がさらに好ましい。
 上記工程(2)の常圧下で加熱発泡の加熱温度は、皮膜層、好ましくは押出被覆樹脂層に使用される樹脂によるが、ガラス転移温度より高くすると樹脂が変形しやすくなることから好ましく、樹脂のガラス転移温度より5~200℃が好ましく、30~180℃がより好ましく、50~150℃がさらに好ましく、加熱時間は、加熱温度にもよるが、3~120秒間が好ましい。
 本発明では、導体上の皮膜層が、熱硬化性樹脂(エナメル層)のみの場合、特開2011-238384号公報に記載のように、気泡を形成する方法として、エナメル塗料の中に熱可塑性樹脂を混合したものを焼付けて絶縁皮膜として形成してなる絶縁電線に対してガスを浸透させ、浸透したガスを発泡させる方法も好ましい。
 このような方法で使用する熱硬化性樹脂としては、本発明の趣旨を損なわない範囲内で種々のものを使用することができる。例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、ポリウレタン、ポリヒダントイン、ポリイミドヒダントイン変性ポリエステル、ポリエステル、ポリベンゾイミダゾール、メラミン樹脂、ホルマール、ポリビニルホルマール、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレア樹脂などを使用することができる。その中でもポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリエーテルイミド、ポリエステル、ポリベンゾイミダゾールなどの樹脂が耐熱性と可とう性の点から、好ましい。また、これらは1種を単独で使用してもよく、また、2種以上を混合して使用してもよい。
 この用途で使用できる熱可塑性樹脂としては溶媒に溶解させることが可能であればよく、非晶性の熱可塑性樹脂が溶解しやすく作業性がよいため好ましい。本発明において、非晶性熱可塑性樹脂とは、例えば、アクリル樹脂、ノルボルネン樹脂、シクロオレフィン系樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルホン、ポリフェニルサルホン、ポリサルホン、ポリアリレート、熱可塑性ポリイミド等のことをいう。非晶性熱可塑性樹脂の中でも、特に、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリエーテルサルホン、ポリフェニルサルホン、ポリサルホン、ポリアリレートなどが好ましい。非晶性熱可塑性樹脂を用いることで溶媒に溶解させることが容易となる。またこれらの樹脂は熱硬化性樹脂の網目構造中で、微分散することができ、微細な気孔を形成することができる。また、これらは1種を単独で使用してもよく、また、2種以上を混合して使用するようにしてもよい。
 熱可塑性樹脂が溶媒に溶解しない場合においても、エナメル塗料中に粉体の熱可塑性樹脂を分散させてなる塗料を塗布焼付して形成した絶縁電線を用いて気泡を含ませてもよい。粉体は球状・不定形など皮膜の外観を損なわない範囲において何れの形でもよい。電気的な特性が高いことから球状がより好ましい。
 熱硬化性樹脂の溶媒を含まない樹脂成分の質量をA、前記熱可塑性樹脂の質量をBとしたとき、A/Bが10/90~90/10であることが好ましい。さらに好ましくは、A/Bが30/70~70/30であり、特に好ましくは、A/Bが40/60~60/40である。熱硬化性樹脂成分が多いと耐熱性において優れる傾向になるが、発泡倍率を上げにくく、比誘電率の低減量は少なくなる傾向にある。また、熱可塑性樹脂成分が多いと発泡倍率を上げやすく、比誘電率の低減量は多くなるが、耐熱性においては下がる傾向にあるため、必要に応じた配合比を選択するとよい。
 なお、上記の熱硬化性樹脂からなる皮膜層上に、熱可塑性樹脂層を設けてもよい。
(発泡核剤による発泡)
 また本発明の別の形態としては、絶縁電線の製造プロセスにおいて、絶縁皮膜に発泡核剤を含有させておく方法がある。具体的には紫外線、電子線、熱等で分解してガスを発生させる成分を絶縁皮膜樹脂へ含有させておき、絶縁皮膜の比誘電率を下げたい部分のみに後から、紫外線、電子線、熱等を与えることで、所定の箇所を発泡させることで比誘電率の低減を実現することが可能である。
 本発明では、皮膜層は、少なくとも1層の気泡層を有するが、皮膜層は該気泡層と気泡を有さない皮膜層からなっていてもよい。
 例えば、特許第4177295号公報で示されるように、絶縁皮膜の構成を、導体の外周に、導体との高い密着性や皮膜の耐熱性を高く維持することが可能な熱硬化性樹脂層(いわゆるエナメル層)を設け、その外周に気泡層を設けるのも好ましい。また、気泡層の上に、押出被覆樹脂層などの皮膜層を設けるのも好ましい。
<<同一皮膜層の長さ方向または周方向で厚さが薄い部分を有する絶縁電線、その製造方法>>
 本発明の絶縁電線は、同一皮膜層の長さ方向または周方向で厚さが薄い部分を有する。
 同一層で厚さが薄い部分を有する層は、複数の皮膜層を有する場合、いずれの層であっても構わない。
 例えば、導体に接する層でも、最外層でも、内部の層でも構わない。また、同一箇所の全ての皮膜層の厚さが薄いことも好ましい。
 厚さの薄い部分は、前記の通り、厚さを薄くする手段にもよるが、厚さを薄くする前の厚さに対して40~95%の厚さが好ましく、50~95%の厚さがより好ましく、50~90%の厚さがさらに好ましい。
 厚さの圧縮率によって、ステータでの導体占積率を高める程度が決まる。
 厚さの薄い部分は、本発明では、厚さ方向に圧縮することが好ましい。
 圧縮するには、例えば、プレス機(富士スチール工業株式会社製、FSP1-600S)を使用する方法が好ましい。皮膜層のうち、主に気泡層が薄くなる。
 ステータでの導体占積率を高める程度にもよるが、厚さ方向に圧縮する方法によって、気泡層の断面における圧縮部分を変えることができる。
 本発明では、導体の形状が矩形である場合、矩形断面において、4つの辺のいずれの辺の厚さを薄くしてもよい。
 本発明の好ましい形態は、以下の通りである。
(i)矩形断面における1辺の皮膜層の厚さがその他の辺の皮膜層の厚さより薄い。
(ii)矩形断面において対向する2つの短辺の皮膜層の厚さがともに、対抗する2つの長辺の皮膜層の厚さより薄い。
(iii)矩形断面において対向する2つの長辺の皮膜層の厚さがともに、対向する2つの短辺の皮膜層の厚さより薄い。
(iv)矩形断面における隣り合う2辺の皮膜層の厚さが残りの2辺の皮膜層の厚さより薄い。
(v)矩形断面における3辺の皮膜層の厚さが残りの1辺の皮膜層の厚さより薄い。
 ここで、図10は上記(i)を、図7、8は上記(iii)を模式的に示したものである。
 上記(i)~(v)において、スロットの形状と絶縁電線の断面の大きさによって、図11に示すように、隣接する絶縁電線の絶縁皮膜で接している部分の皮膜層の厚さを薄くするのが好ましく、図11では、2つの対向する長辺が接していることから、(iii)が好ましい。
 なお、導体の形状が円形の場合も、矩形の場合と同様の方法で行うことが可能である。
 このうちの矩形における上記(iii)に対応する方法を図9で模式的に示した。
<<回転電機用ステータの製造方法>>
 回転電機用ステータは、本発明の絶縁電線を使用するものであるが、絶縁電線をステータスロット内へ配置した際、ステータスロット内において隣り合う該絶縁電線間の境界に位置する絶縁電線の皮膜をあらかじめ薄くしておくことが好ましい。
 具体的には、あらかじめ薄くした絶縁電線は、従来の方法で組み立てられる。
<<回転電機およびその製造方法>>
 本発明の絶縁電線は、各種電気機器、電子機器に使用できる。特に、本発明の絶縁電線はコイル加工して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。なかでも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。
 このうち、モーターのような回転電機で使用する場合、絶縁電線を図2に示すように切断してU字形状等にターン加工し、複数のU字形状の絶縁電線のU字形状の2つの末端である開放端部b2(11b2)を互い違いに接続して、コイルとし、ステータコアのスロット22に収納される。なお、このとき、開放端部b2(11b2)の接続は、接続してからスロット22に収納する方法1と、接続しないで全ての絶縁電線分割セグメント11をスロット22に収納した後に、折り曲げ加工して接続する方法2がある。本発明では、このいずれの方法でも構わない。
 U字形状等の絶縁電線のコイル(絶縁電線分割セグメント)11は、図2(a)で示されるように、ステータコア20のスロット22に収納されるスロット収容部a(11a)と、収納されずにスロット22からはみ出すコイルエンド部b1、b2(11b1、11b2)からなり、この直線部のスロット収容部が互いに異なるスロット22に収められ、コイルエンド部b1、b2(11b1、11b2)がステータ100の上下部分で、ステータ面からはみ出した状態で配列される。
 本発明では、ステータスロット内へ配置する絶縁電線のスロット収容部a(11a)を圧縮して、皮膜層の厚さをあらかじめ薄くしておく。
 このとき、上記の方法1では、皮膜層の厚さを薄くした後に、絶縁電線分割セグメント11の開放端部を、折り曲げ加工して異なる絶縁分割セグメント間で接続する。
 本発明の回転電機の製造において、このようにスロット収容部a(11a)の皮膜層の厚さを薄くすることで、複雑な工程を経ることなく、簡便に、しかも安価に絶縁電線、回転電機用ステータ、さらには回転電機が製造でき、しかも部分放電開始電圧を高いレベルで維持し、スロットに占める導体占積率を高めることができる。
 以下に、本発明を実施例に基づいて、さらに詳細に説明するが、これは本発明を制限するものではない。
比較例1
 2Lセパラブルフラスコにポリアミドイミド(PAI)〔日立化成社製、商品名:HI-406、樹脂成分32質量%のN-メチル-2-ピロリドン(NMP)溶液〕を入れ、この溶液に気泡形成剤としてテトラエチレングリコールジメチルエーテルおよびトリエチレングリコールジメチルエーテルを添加して、気泡形成可能なワニスを得た。
 この気泡形成可能なワニスを断面矩形(長辺3.86mm×短辺2.36mm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)の外周に塗布し、炉温500℃で焼付けを行い、厚さ80μmの気泡層を形成し、絶縁電線を作製した。気泡の大きさは1μmであり、気泡層での発泡倍率は1.8倍であった。比誘電率は2.4であり、未発泡での比誘電率が4.2であることから、低下している。スロット中の導体占積率は89.2%であった。
(皮膜層の厚さ)
 気孔を有する発泡層等の皮膜層の厚さは、絶縁電線の断面の走査電子顕微鏡(SEM)写真から求めた。
(比誘電率の測定)
 比誘電率は、皮膜層の静電容量から算出した。すなわち、絶縁電線の最表面皮膜の全周に金属電極を蒸着し、導体と金属電極間の静電容量を測定し、電極長と皮膜層の厚さの関係から比誘電率を算出した。ここで、皮膜層の静電容量はLCRハイテスタ(日置電機株式会社製、型式3532-50)を用いて、25℃、100Hzで測定した。
(気泡径)
 皮膜層の気泡層の断面を走査電子顕微鏡(SEM)で観察し、任意に選択した20個の気泡の直径を、画像寸法計測ソフト(三谷商事社製WinROOF)を用いて径測定モードで測定し、これらを平均して算出した値である。なお、気泡の形状が円形でない場合は、最長部分を直径とする。
(発泡倍率の測定)
 発泡前の皮膜樹脂の嵩密度を発泡後の同じ部分の皮膜樹脂の嵩密度で割り、発泡倍率を求めた。
 なお、嵩密度は、JIS-K-7112(1999)「プラスチック-非発泡プラスチックの密度および比重の測定方法」のA法(水中置換法)に準拠して求めた。
 メトラー社製電子天秤SX64に付属の密度測定キッドを用い、浸漬液はメタノールを使用した。絶縁電線の皮膜層の発泡した層と発泡前の同じ部分の層をそれぞれ剥がし取って、各試験片とし、該各試験片の密度を下記計算式から算出した。
 試験片の密度ρS,t=(mS,A×ρIL)/(mS,A-ms,IL
 ここで、mS,Aは、空気中で測定した試験片の質量(g)であり、ms,ILは、浸漬液中で測定した試験片の質量(g)であり、ρILは、浸漬液の密度(g/cm)である。
実施例1
 比較例1で作製した絶縁電線を図7に示すようにプレス機により、回転電機のスロットに挿入される部分を圧潰し、気泡層からなる絶縁皮膜の対向する2つの長辺の厚さを44μmとした絶縁電線を作製した。得られた絶縁電線のスロット中の導体占積率は91.8%であり、導体占積率が2.6%向上した。
比較例2
 押出機のスクリューは、直径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チレンテレフタレート(PET)(帝人社製、商品名:PET樹脂TR-8550T、比誘電率3.2)を用い、断面矩形(長辺3.4mm×短辺1.8mm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)の外周に、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になるように、押出ダイを用いてPETの押出被覆を行った。このようにして作製した絶縁電線を、炭酸ガスが充填された高圧容器に、1.7MPaの圧力下、温度-30℃の条件で、42時間保管して、皮膜樹脂中に炭酸ガスを浸透させた。
 その後、高圧容器から取り出し、温度200℃の条件で1分間加熱し、皮膜樹脂を発泡させ、皮膜厚さ39μmの絶縁電線を作製した。
 気泡の大きさは2μmであり、気泡層での発泡倍率は1.6倍であった。比誘電率は2.2であり、未発泡での比誘電率が3.2であることから、低下している。スロット中の導体占積率は92.5%であった。
実施例2
 比較例2で作製した絶縁電線を図7に示すようにプレス機により、回転電機のスロットに挿入される部分を圧潰し、気泡層からなる絶縁皮膜の対向する2つの長辺の厚さを24μmとした絶縁電線を作製した。得られた絶縁電線のスロット中の導体占積率は94.0%であり、導体占積率が1.5%向上した。
比較例3
 2Lセパラブルフラスコにポリアミドイミド(PAI)〔日立化成社製、商品名:HI-406、樹脂成分32質量%のNMP溶液〕を入れ、この溶液に気泡形成剤としてテトラエチレングリコールジメチルエーテルおよびトリエチレングリコールジメチルエーテルを添加して、気泡形成可能なワニスを得た。
 この気泡形成可能なワニスを断面矩形(長辺3.4mm×短辺1.8mm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)の外周に塗布し、炉温500℃で焼付けを行い、厚さ40μmの気泡層を形成した。気泡の大きさは5μmであり、気泡層での発泡倍率は1.9倍であった。比誘電率は2.3であり、未発泡での比誘電率が4.2であることから、低下している。
 上記の導体上に気泡層が形成された電線を心線とし、押出機のスクリューは、直径30mmフルフライト、L/D=20、圧縮比3を用いて、以下の様に押出被覆樹脂層を形成した。
 熱可塑性樹脂はポリエーテルエーテルケトン(PEEK)(ソルベイスペシャリティポリマーズ社製、商品名:キータスパイアKT-820、比誘電率3.1)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になるように、押出ダイを用いてPEEKの押出被覆を行い、厚さが40μmの押出被覆樹脂層を形成し、絶縁電線を作製した。スロット中の導体占積率は86.6%であった。
実施例3
 比較例3で作製した絶縁電線を図8に示すようにプレス機により、回転電機のスロットに挿入される部分を圧潰し、気泡層と押出被覆樹脂層からなる絶縁皮膜のうち、気泡層の対向する2つの長辺の厚さのみを32μmとした絶縁電線を作製した。得られた絶縁電線のスロット中の導体占積率は87.3%であり、導体占積率が0.7%向上した。
比較例4
 押出機のスクリューは、直径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フェニレンスルフィド(PPS)(DIC社製、商品名:FZ-2100、比誘電率3.2)を用い、断面円形(φ1.0mm)の導体(酸素含有量15ppmの銅)の外周に、押出ダイを用いてPPSの押出被覆を行った。このようにして作製した絶縁電線を、炭酸ガスが充填された高圧容器に、1.2MPaの圧力下、温度-32℃の条件で、24時間保管して、皮膜樹脂中に炭酸ガスを浸透させた。
 その後、高圧容器から取り出し、温度200℃の条件で1分間加熱し、皮膜樹脂を発泡させ、皮膜厚さ40μmの絶縁電線を作製した。
 気泡の大きさは8μmであり、気泡層での発泡倍率は1.4倍であった。比誘電率は2.4であり、未発泡での比誘電率が3.2であることから、低下している。スロット中の導体占積率は85.7%であった。
実施例4
 比較例4で作製した絶縁電線を図9に示すようにプレス機により、回転電機のスロットに挿入される部分を圧潰し、気泡層からなる絶縁皮膜の図9の部分の厚さを27μmとした絶縁電線を作製した。スロット中の導体占積率は86.1%であり、導体占積率が0.4%向上した。
 実施例1~4で作製した製造方法からも明らかなように、複雑な工程を経ることなく、簡便でコスト的にも安価に、耐久性の優れた絶縁電線、回転電機を得ることができた。
 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、2014年3月14日に日本国で特許出願された特願2014-051924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。
  10  絶縁電線
   1  導体
   2  皮膜層(気泡層)
   3  皮膜層(気泡を有さない層)
  11  コイル(絶縁電線分割セグメント)
    a スロット収容部(スロット直線部)
   b1 コイルエンド部のU字形状ターン部
   b2 コイルエンド部の開放端部
  11α 第一のコイル(第一の絶縁電線分割セグメント)
  11β 第二のコイル(第二の絶縁電線分割セグメント)
 100  ステータ
  20  ステータコア
  21  ティース
  22  スロット
   P  プレス機

Claims (15)

  1.  導体が、少なくとも1層の絶縁材料で皮膜され、皮膜層に、厚さ方向に少なくとも1層の気泡層を有する絶縁電線であって、同一皮膜層の長さ方向または周方向で厚さが薄い部分を有することを特徴とする絶縁電線。
  2.  前記厚さの薄い部分が、厚さ方向に圧縮されて薄くされたものであることを特徴とする請求項1に記載の絶縁電線。
  3.  前記皮膜層の樹脂が、ポリエステル、ポリエステルイミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンスルフィドおよびポリエーテルエーテルケトンから選択される樹脂であることを特徴とする請求項1または2に記載の絶縁電線。
  4.  前記気泡層の樹脂が、ポリエステル、ポリエステルイミド、ポリイミドおよびポリアミドイミドから選択される熱硬化性樹脂であるか、またはポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルフィドおよびポリエーテルエーテルケトン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1~3のいずれか1項に記載の絶縁電線。
  5.  前記皮膜層が、前記気泡層と、気泡を有さない少なくとも1層からなり、該気泡を有さない層の樹脂が、ポリフェニレンスルフィドおよびポリエーテルエーテルケトン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1~4のいずれか1項に記載の絶縁電線。
  6.  前記導体の断面形状が、円形または矩形であることを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の絶縁電線。
  7.  前記導体の断面形状が矩形の絶縁電線であって、矩形断面における1辺の皮膜層の厚さがその他の辺の皮膜層の厚さより薄いことを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載の絶縁電線。
  8.  前記導体の断面形状が矩形の絶縁電線であって、矩形断面において対向する2つの短辺の皮膜層の厚さがともに、対抗する2つの長辺の皮膜層の厚さより薄いことを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載の絶縁電線。
  9.  前記導体の断面形状が矩形の絶縁電線であって、矩形断面において対向する2つの長辺の皮膜層の厚さがともに、対向する2つの短辺の皮膜層の厚さより薄いことを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載の絶縁電線。
  10.  前記導体の断面形状が矩形の絶縁電線であって、矩形断面における隣り合う2辺の皮膜層の厚さが残りの2辺の皮膜層の厚さより薄いことを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載の絶縁電線。
  11.  前記導体の断面形状が矩形の絶縁電線であって、矩形断面における3辺の皮膜層の厚さが残りの1辺の皮膜層の厚さより薄いことを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載の絶縁電線。
  12.  請求項1~11のいずれか1項に記載の絶縁電線の製造方法であって、前記皮膜層を、厚さ方向に圧縮して、同一皮膜層の長さ方向または周方向で厚さが薄い部分を形成することを特徴とする絶縁電線の製造方法。
  13.  絶縁電線を有する回転電機用ステータの製造方法であって、該絶縁電線は、導体が少なくとも1層の絶縁材料で皮膜され、皮膜層に、厚さ方向に少なくとも1層の気泡層を有する絶縁電線であり、該絶縁電線をステータスロット内へ配置した際、ステータスロット内において隣り合う該絶縁電線間の境界に位置する絶縁電線の皮膜をあらかじめ薄くしておくことを特徴とする回転電機用ステータの製造方法。
  14.  前記絶縁電線の皮膜を厚さ方向に圧縮して薄くすることを特徴とする請求項13に記載の回転電機用ステータの製造方法。
  15.  請求項1~11のいずれか1項に記載の絶縁電線を用いてなることを特徴とする回転電機。
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