絶縁被覆集合線及びその製造方法、並びにそれを用いたコイル
【課題】絶縁被覆層の耐エッジワイズ曲げ性、耐軟化性、及び耐熱性のいずれもが高い絶縁被覆集合線を提供する。
【解決手段】絶縁被覆集合線１０は、複数の導体線１１を並行に延びるように束ねて絶縁被覆層１２で被覆したものである。絶縁被覆層１２は、フッ素樹脂で形成されたフッ素樹脂層１２ａと、フッ素樹脂層１２ａの外側に設けられたポリフェニルサルファイド樹脂で形成されたＰＰＳ樹脂層１２ｂとを有する。
【解決手段】絶縁被覆集合線１０は、複数の導体線１１を並行に延びるように束ねて絶縁被覆層１２で被覆したものである。絶縁被覆層１２は、フッ素樹脂で形成されたフッ素樹脂層１２ａと、フッ素樹脂層１２ａの外側に設けられたポリフェニルサルファイド樹脂で形成されたＰＰＳ樹脂層１２ｂとを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁被覆集合線及びその製造方法、並びにそれを用いたコイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の導体線を並行に延びるように束ねて樹脂材料の絶縁被覆層で被覆した絶縁被覆集合線が、ハイブリッド自動車や電気自動車のモーター等の高周波伝送用途で使用されている。かかる絶縁被覆集合線を用いれば、表皮電流を分断すると共に隣接する導体線間での渦電流を打ち消すことにより低交流抵抗を実現することができる。
【０００３】
特許文献１には、多角形の断面形状を有する導体線が互いに平行に複数本集合配置し、外形が多角形の集合導体が被覆された絶縁被覆集合線であって、集合導体の最外層を被覆する最外層絶縁膜が厚さ０．０２０〜０．０７０ｍｍのポリフェニレンサルフィド樹脂又は半芳香族ポリアミド樹脂からなるものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−５５８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車等のモーターに用いられる絶縁被覆集合線では、絶縁被覆層に対し、コイルを形成する際に亀裂が生じないように耐エッジワイズ曲げ性が高いことが求められ、また、側圧に抵抗して絶縁性を保持するように耐軟化性が高いことが求められ、さらに、高温度の過酷な雰囲気下で使用されることから、耐熱性が高いことも求められる。
【０００６】
本発明の課題は、絶縁被覆層の耐エッジワイズ曲げ性、耐軟化性、及び耐熱性のいずれもが高い絶縁被覆集合線を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、複数の導体線を並行に延びるように束ねて絶縁被覆層で被覆した絶縁被覆集合線であって、
上記絶縁被覆層は、フッ素樹脂で形成されたフッ素樹脂層と、該フッ素樹脂層の外側に設けられたポリフェニルサルファイド樹脂で形成されたＰＰＳ樹脂層と、を有する。
【０００８】
本発明は、本発明の絶縁被覆集合線を巻回してなるコイルである。
【０００９】
本発明は、複数の導体線を並行に延びるように束ね、それを被覆するように絶縁被覆層を押出成形で形成する絶縁被覆集合線の製造方法であって、
上記押出成形で形成する絶縁被覆層は、フッ素樹脂で形成されたフッ素樹脂層と、該フッ素樹脂層の外側に設けられたポリフェニルサルファイド樹脂で形成されたＰＰＳ樹脂層と、を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、絶縁被覆層が、フッ素樹脂で形成されたフッ素樹脂層とその外側に設けられたポリフェニルサルファイド樹脂で形成されたＰＰＳ樹脂層とを有するので、絶縁被覆層の耐エッジワイズ曲げ性、耐軟化性、及び耐熱性のいずれについても高い性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１に係る絶縁被覆集合線の斜視図である。
【図２】実施形態２に係る絶縁被覆集合線の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
（実施形態１）
図１は実施形態１に係る絶縁被覆集合線１０を示す。実施形態１に係る絶縁被覆集合線１０は、例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車等のモーターを構成するステータコアに形成されたスロット溝の内部に複数個を重ねて配置されるマグネットワイヤとして用いられるものである。
【００１４】
実施形態１に係る絶縁被覆集合線１０は、複数の導体線１１を並行に延びるように無撚状態に束ねて絶縁被覆層１２で被覆した構成を有する。
【００１５】
複数の導体線１１は、それぞれが同一断面の矩形に形成されており、全体の横断面において、縦及び横のそれぞれに複数本ずつが規則的に配列してマトリクスを構成するように配設されている。マトリクスを構成する縦の導体線１１の本数は例えば３〜１０本、及び横の導体線１１の本数は例えば３〜１０本であり、具体的例としては、図１に示す縦６本及び横７本の構成の他、縦３本及び横４本の構成、縦９本及び横１０本の構成等が挙げられる。導体線１１の全本数は例えば１２〜９０本である。なお、導体線１１の断面は、導体占積率や生産性などの観点から上記のように矩形であることが好ましいが、円形や三角形や六角形等の他の多角形に形成されていてもよい。複数の導体線１１は、断面寸法や断面形状が異なるものが混在して構成されていてもよい。また、複数の導体線１１は、不規則に束ねられた構成であってもよい。
【００１６】
各導体線１１は、０．２〜１ｍｍφの円形断面の丸線に相当するサイズであることが好ましく、横断面積が例えば０．０３１４〜０．７８５ｍｍ2であり、矩形断面の一辺の長さが例えば０．２〜１．０ｍｍである。その導体線１１の一辺の長さは、マトリクスを構成したとき、高い導体占積率を有する大表面積の絶縁被覆集合線１０が得られる観点から、隣接する一辺の長さの１．０〜１．５倍であることが好ましく、１．０〜１．２倍であることがより好ましい。かかる高い導体占積率を有する大表面積の絶縁被覆集合線１０は、ハイブリッド自動車や電気自動車等のモーターの小型化及び軽量化を実現させることができる。
【００１７】
複数の導体線１１のそれぞれは、導体線本体１１ａとその表面を被覆する線材絶縁膜１１ｂとを有する。
【００１８】
導体線本体１１ａを形成する金属材料としては、例えば、銅、アルミニウム、銀、鉄、金等が挙げられる。導体線本体１１ａは、単一種の金属材料で形成されていてもよく、また、複数種の金属材料の合金で形成されていてもよい。
【００１９】
線材絶縁膜１１ｂを形成する材料としては、導体線本体１１ａをいわゆる電着塗装で被覆する場合、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリイミド系樹脂等が挙げられ、また、導体線本体１１ａをいわゆるディップ塗装で被覆する場合、アミドイミド系樹脂、ウレタン系樹脂、エステルイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂等が挙げられる。また、導体線本体１１ａの表面を酸化処理を行なうことにより酸化被膜を設け、これを線材絶縁膜１１ｂとすることもできる。これらのうち、電着塗装で形成される線材絶縁膜１１ｂの場合、絶縁性に優れるアクリル系樹脂が好ましく、ディップ塗装で形成される線材絶縁膜１１ｂの場合、耐熱性に優れ、一般的な樹脂材料であるアミドイミド系樹脂が好ましい。線材絶縁膜１１ｂは、単一種の材料で形成されていてもよく、また、複数種の材料が混合されて形成されていてもよい。線材絶縁膜１１ｂの厚さは例えば１．５〜２０μｍである。なお、電着塗装で線材絶縁膜１１ｂを形成する場合、印加電圧の調整により線材絶縁膜１１ｂを厚さ１．５〜３μｍ程度まで薄く均一に形成することができ、それによって線材絶縁膜１１ｂの厚さによる絶縁被覆集合線１０における導体占積率の低下を抑制することができる。
【００２０】
相互に隣接する導体線１１間は結着材１３により結合していてもよい。導体線１１間に結着材１３を介設することにより、導体線１１間の絶縁性を向上させることができる。結着材１３としては、例えば、ポリアミド系樹脂、ポリビニルブチラール系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂などの熱融着性を有する樹脂、アルコール可溶に変性されたポリアミド系樹脂などのアルコール融着性を有する樹脂等の融着剤が挙げられる。また、結着材１３としては、例えば、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、フェノール系樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂などの樹脂等の接着剤が挙げられる。結着材１３は、単一種の材料で形成されていてもよく、また、複数種の材料が混合されて形成されていてもよい。結着材１３の厚さは、例えば０．５〜５．０μｍであり、１．０〜３．０μｍであることが好ましい。なお、結着材１３は、導体線１１間の接触面全体に設けられていてもよいが、導体線１１間を固定できれば、それらの接触面全体に設けられている必要はなく、点状やストライプ状に部分的に設けられていてもよく、その場合、導体線１１間に形成される空間によってそれらの絶縁がなされる。
【００２１】
絶縁被覆層１２は、内側に設けられたフッ素樹脂層１２ａとその外側に設けられたＰＰＳ樹脂層１２ｂとを有する。絶縁被覆層１２は、ＡＣ１ｋＶ以上（好ましくはＡＣ２ｋＶ以上）の絶縁性を有していることが好ましい。かかる観点から絶縁被覆層１２の厚さは２０〜７０μｍであることが好ましく、電気絶縁性と導体占有率とのバランスを考慮すれば２０〜５０μｍであることがより好ましい。
【００２２】
フッ素樹脂層１２ａはフッ素樹脂で形成されている。フッ素樹脂層１２ａを形成するフッ素樹脂としては、例えば、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）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、クロロトリフルオエチレン・エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）等が挙げられる。これらのうちＰＦＡ（例えば、三井・デュポンフロロケミカル社製 商品名：テフロン４２０ＨＰ−Ｊ等）が最も好ましい。フッ素樹脂層１２ａを形成するフッ素樹脂は、単一種（或いは単一グレード）で構成されていてもよく、また、複数種（或いは複数グレード）がブレンドされて構成されていてもよい。フッ素樹脂層１２ａを形成するフッ素樹脂には、可塑剤等の樹脂配合薬品が配合されていてもよい。フッ素樹脂層１２ａの厚さは例えば２０〜５０ｍｍであり、２０〜４０ｍｍであることが好ましい。
【００２３】
フッ素樹脂層１２ａを形成するフッ素樹脂の材料特性として、引張弾性率（ＪＩＳ Ｋ７１６１準拠）は４００〜６００ＭＰａであることが好ましい。引張破壊強さ（ＪＩＳＫ７１６１準拠）は２０〜４０ＭＰａであることが好ましい。引張破壊伸び（ＪＩＳＫ７１６１準拠）は３８０〜４００％であることが好ましい。硬度（ＪＩＳＫ７２１５準拠、タイプＤデュロメータ使用）はＤ５５〜６５であることが好ましい。融点（ＤＳＣを用いて昇温速度１０℃／分の条件で測定した融解ピークのピーク温度）は３００〜３２０℃であることが好ましい。ＭＦＲ（ＡＳＴＭ Ｄ３３０７準拠）は３５〜４５ｇ／１０ｍｉｎであることが好ましい。表面エネルギー（ＪＩＳＫ６７６８準拠）は１５〜２０ｍＮ／ｍであることが好ましい。
【００２４】
ＰＰＳ樹脂層１２ｂはポリフェニレンサルフィド樹脂（例えば、ＤＩＣ社製 品番：Z200-J1等）で形成されている。ＰＰＳ樹脂層１２ｂを形成するポリフェニレンサルフィド樹脂は、単一グレードで構成されていてもよく、また、複数グレードがブレンドされて構成されていてもよい。ＰＰＳ樹脂層１２ｂを形成するポリフェニレンサルフィド樹脂には、可塑剤等の樹脂配合薬品が配合されていてもよい。ＰＰＳ樹脂層１２ｂの厚さは例えば２０〜５０ｍｍであり、２０〜４０ｍｍであることが好ましい。
【００２５】
ＰＰＳ樹脂層１２ｂを形成するポリフェニレンサルフィド樹脂の材料特性として、引張弾性率は４０００〜４５００ＭＰａであることが好ましい。引張破壊強さは６０〜８０ＭＰａであることが好ましい。引張破壊伸びは４０〜６０％であることが好ましい。硬度（タイプＤデュロメータ使用）はＤ８０〜９０であることが好ましい。融点は２７０〜２９０℃であることが好ましい。ＭＦＲは１０〜２０ｇ／１０ｍｉｎであることが好ましい。表面エネルギーは２０〜３０ｍＮ／ｍであることが好ましい。
【００２６】
フッ素樹脂層１２ａとＰＰＳ樹脂層１２ｂとは、密着性が高いことが好ましく、複合一体化していることがより好ましい。
【００２７】
以上の構成の実施形態１に係る絶縁被覆集合線１０によれば、絶縁被覆層１２が、フッ素樹脂で形成されたフッ素樹脂層１２ａとその外側に設けられたポリフェニルサルファイド樹脂で形成されたＰＰＳ樹脂層１２ｂとを有するので、絶縁被覆層１２の耐エッジワイズ曲げ性、耐軟化性、及び耐熱性のいずれについても高い性能を得ることができる。
【００２８】
実施形態１に係る絶縁被覆集合線１０は、例えばエッジワイズ曲げ加工等の曲げ加工が施されて、絶縁被覆集合線１０が巻回してなるコイルに構成され、そして、ハイブリッド自動車や電気自動車等のモーターを構成するステータコアに形成されたスロット溝の内部に複数個を重ねて配置されるマグネットワイヤとして用いられる。
【００２９】
次に、実施形態１に係る絶縁被覆集合線１０の製造方法について説明する。
【００３０】
まず、導体線本体１１ａを伸線し、その表面を絶縁被覆層１２で被覆して導体線１１を作製する。絶縁被覆層１２の形成方法としては、上記の通り、例えば、電着塗装、ディップ塗装が挙げられる。
【００３１】
次いで、導体線１１の表面に結着材１３を付着させて焼き付ける。結着材１３を付着させる方法としては、例えば、ディップ塗装、ロールコート、含浸フェルト接触塗装、スプレー塗装等が挙げられる。
【００３２】
続いて、導体線１１を複数本集め、規則的に配列してマトリクスを構成するように配設して束ね、隣接するもの同士を結着材１３により結合させる。
【００３３】
そして、この導体線１１の束を押出成形機に通し、絶縁被覆層１２を押出成形で形成する。ここで、樹脂材料の温度は融点乃至融点＋３０℃であることが好ましい。樹脂材料の粘度は１００〜１０００Ｐａ・ｓであることが好ましい。また、このとき、単層押出成形機を用い、最初にフッ素樹脂層１２ａを形成して一旦巻き取り、次にフッ素樹脂層１２ａの上にＰＰＳ樹脂層１２ｂを形成し、フッ素樹脂層１２ａ及びＰＰＳ樹脂層１２ｂを一層ずつ形成してもよい。また、タンデム型押出成形機を用い、最初にフッ素樹脂層１２ａを形成し、引き続いてフッ素樹脂層１２ａの上にＰＰＳ樹脂層１２ｂを形成し、フッ素樹脂層１２ａ及びＰＰＳ樹脂層１２ｂを連続して形成してもよい。さらに、二層コモンヘッド押出成形機を用い、フッ素樹脂層１２ａ及びＰＰＳ樹脂層１２ｂを同時に形成してもよい。これらのうち、フッ素樹脂層１２ａ及びＰＰＳ樹脂層１２ｂの高い密着性が得られるという観点から、二層コモンヘッド押出成形機を用いる方法が好ましい。なお、絶縁被覆層１２の形成をディップ塗装によって行うこともできる。
【００３４】
以上により、実施形態１に係る絶縁被覆集合線１０を製造することができる。
【００３５】
（実施形態２）
図２は実施形態２に係る絶縁被覆集合線１０を示す。なお、実施形態１と同一名称の部分は、実施形態１と同一符号を用いて示す。この実施形態２に係る絶縁被覆集合線１０も、例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車等のモーターを構成するステータコアに形成されたスロット溝の内部に複数個を重ねて配置されるマグネットワイヤとして用いられるものである。
【００３６】
実施形態２に係る絶縁被覆集合線１０では、絶縁被覆層１２は、内側に設けられたフッ素樹脂層１２ａとその外側に設けられたＰＰＳ樹脂層１２ｂとを有すると共に、フッ素樹脂層１２ａの内側に、導体線１１の束に接触するように設けられたＰＡ樹脂層１２ｃをさらに有する。
【００３７】
ＰＡ樹脂層１２ｃはポリアミド樹脂で形成されている。ＰＡ樹脂層１２ｃを形成するポリアミド樹脂としては、いわゆる６ナイロンや６，６ナイロンなどの脂肪族ポリアミド樹脂の他、ポリアミド９Ｔ（例えば、クラレ社製 商品名：Genestar等）、ポリアミド６−６Ｔ（例えば、三井化学社製 商品名：アーレン等）、ポリアミド６／６Ｔ（例えば、ＢＡＳＦ社製、商品名：ウルトラミッドＴ等）、ポリアミドＭＸＤ６（例えば、三菱エンジニアリングプラスチックス社製 商品名：レニー等）の半芳香族ポリアミド樹脂や芳香族ポリアミド樹脂が挙げられる。これらのうち半芳香族ポリアミド樹脂が好ましく、その中でも、構成単位において、ジカルボン酸成分がテレフタル酸であり且つジアミン成分が１，９−ノナンジアミンであるもの（ポリアミド９Ｔ）、ジカルボン酸成分がテレフタル酸であり且つジアミン成分が１，６−ヘキサンジアミンであるもの（ポリアミド６−６Ｔ、ポリアミド６／６Ｔ）が好ましい。ＰＡ樹脂層１２ｃを形成するポリアミド樹脂は、単一種（或いは単一グレード）で構成されていてもよく、また、複数種（或いは複数グレード）がブレンドされて構成されていてもよい。ＰＡ樹脂層１２ｃを形成するポリアミド樹脂には、可塑剤等の樹脂配合薬品が配合されていてもよい。
【００３８】
ＰＡ樹脂層１２ｃを形成するポリアミド樹脂の材料特性として、引張弾性率は２０００〜３０００ＭＰａであることが好ましい。引張破壊強さは４０〜６０ＭＰａであることが好ましい。引張破壊伸びは２０〜５０％であることが好ましい。硬度（タイプＤデュロメータ使用）はＤ６０〜７０であることが好ましい。融点は２６０〜２７０℃であることが好ましい。ＭＦＲは４０〜５０ｇ／１０ｍｉｎであることが好ましい。表面エネルギーは４０〜５０ｍＮ／ｍであることが好ましい。
【００３９】
実施形態２に係る絶縁被覆集合線１０の３層構造の絶縁被覆層１２では、フッ素樹脂層１２ａの厚さは例えば２０〜５０ｍｍであり、２０〜４０ｍｍであることが好ましい。ＰＰＳ樹脂層１２ｂの厚さは例えば２０〜５０ｍｍであり、２０〜４０ｍｍであることが好ましい。ＰＡ樹脂層１２ｃの厚さは例えば２０〜５０ｍｍであり、２０〜４０ｍｍであることが好ましい。
【００４０】
フッ素樹脂層１２ａとＰＡ樹脂層１２ｃとは、密着性が高いことが好ましく、複合一体化していることがより好ましい。
【００４１】
以上の構成の実施形態２に係る絶縁被覆集合線１０によれば、絶縁被覆層１２が、フッ素樹脂層１２ａの内側に、導体線１１の束に接触するように設けられたポリアミド樹脂で形成されたＰＡ樹脂層１２ｃをさらに有するので、絶縁被覆層１２と導体線１１の束との高い密着性を得ることができる。
【００４２】
実施形態２に係る絶縁被覆集合線１０を、導体線１１の束を押出成形機に通して絶縁被覆層１２を押出成形で形成して製造する場合、単層押出成形機を用い、最初にＰＡ樹脂層１２ｃを形成して一旦巻き取り、次にＰＡ樹脂層１２ｃの上にフッ素樹脂層１２ａを形成して再度巻き取り、最後にフッ素樹脂層１２ａの上にＰＰＳ樹脂層１２ｂを形成し、ＰＡ樹脂層１２ｃ、フッ素樹脂層１２ａ、及びＰＰＳ樹脂層１２ｂを一層ずつ形成してもよい。また、タンデム型押出成形機を用い、最初にＰＡ樹脂層１２ｃを形成し、引き続いてＰＡ樹脂層１２ｃの上にフッ素樹脂層１２ａを形成し、さらに引き続いてフッ素樹脂層１２ａの上にＰＰＳ樹脂層１２ｂを形成し、ＰＡ樹脂層１２ｃ、フッ素樹脂層１２ａ、及びＰＰＳ樹脂層１２ｂを連続して形成してもよい。さらに、三層コモンヘッド押出成形機を用い、ＰＡ樹脂層１２ｃ、フッ素樹脂層１２ａ、及びＰＰＳ樹脂層１２ｂを同時に形成してもよい。これらのうち、ＰＡ樹脂層１２ｃとフッ素樹脂層１２ａとの高い密着性、及びフッ素樹脂層１２ａとＰＰＳ樹脂層１２ｂとの高い密着性が得られるという観点から、三層コモンヘッド押出成形機を用いる方法が好ましい。
【００４３】
その他の構成、作用効果、製造方法については実施形態１と同一である。
【００４４】
（その他の実施形態）
上記実施形態１及び２では、導体線１１が導体線本体１１ａ及び線材絶縁膜１１ｂを有する構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、導体線１１が導体線本体１１ａのみで構成され、隣接する導体線１１間が結着材１３のみで絶縁された構成であってもよい。
【００４５】
上記実施形態１では、フッ素樹脂層１２ａとＰＰＳ樹脂層１２ｂとが接触した構成とし、上記実施形態２では、フッ素樹脂層１２ａとＰＰＳ樹脂層１２ｂとが接触し且つＰＰＳ樹脂層１２ｂとＰＡ樹脂層１２ｃとが接触した構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、絶縁被覆層１２の耐エッジワイズ曲げ性、耐軟化性、及び耐熱性を低下させなければ、フッ素樹脂層１２ａとＰＰＳ樹脂層１２ｂとの間、及び／又は、ＰＰＳ樹脂層１２ｂとＰＡ樹脂層１２ｃとの間に別の層が設けられていてもよい。
【実施例】
【００４６】
（絶縁被覆集合線）
以下の実施例１〜３及び比較例１〜４の絶縁被覆集合線を作製した。
【００４７】
＜実施例１＞
一辺０．３０ｍｍの横断面正方形の導体線本体の表面を電着塗装で厚さ約２μｍのアクリル系樹脂の線材絶縁膜で被覆すると共に、更にその表面に結着材（東特塗料社製 商品名：ＴＣＶ４００）を付着させて焼き付けた。そして、それを４２本集めて横断面が縦６本及び横７本の構成のマトリクスを形成するように束ね、単層押出成形機を用い、最初に厚さ２０μｍのＰＡ樹脂層を形成して一旦巻き取り、次にＰＡ樹脂層の上に厚さ３０μｍのフッ素樹脂層を形成して再度巻き取り、最後にフッ素樹脂層の上に厚さ２０μｍのＰＰＳ樹脂層を形成し、ＰＡ樹脂層、フッ素樹脂層、及びＰＰＳ樹脂層を一層ずつ形成して絶縁被覆層を構成した。この絶縁被覆集合線を実施例１とした。
【００４８】
ＰＡ樹脂層を形成するポリアミド樹脂として、半芳香族ポリアミド樹脂のポリアミド９Ｔ（クラレ社製 商品名：Genestar N1006C）を用いた。このものは、引張弾性率が２５００ＭＰａ、硬度（タイプＤデュロメータ使用）がＤ６５、融点が２６２℃、ＭＦＲが４５ｇ／１０ｍｉｎ、引張破壊伸びが３５％、及び表面エネルギーが４６．０ｍＮ／ｍである。
【００４９】
フッ素樹脂層を形成するフッ素樹脂として、ＰＦＡ樹脂（三井・デュポンフロロケミカル社製 商品名：テフロン４２０ＨＰ−Ｊ）を用いた。このものは、引張弾性率が４９０ＭＰａ、硬度（タイプＤデュロメータ使用）がＤ６０、融点が３１０℃、ＭＦＲが４０ｇ／１０ｍｉｎ、引張破壊伸びが３９０％、及び表面エネルギーが１７．８ｍＮ／ｍである。
【００５０】
ＰＰＳ樹脂層を形成するポリフェニレンサルフィド樹脂として、ＤＩＣ社製 品番：Z200-J1を用いた。このものは、引張弾性率が４２００ＭＰａ、硬度（タイプＤデュロメータ使用）がＤ８５、融点が２８０℃、ＭＦＲが１５ｇ／１０ｍｉｎ、引張破壊伸びが５０％、及び表面エネルギーが２４．８ｍＮ／ｍである。
【００５１】
なお、材料特性は表１にも示す。
【００５２】
【表１】
【００５３】
＜実施例２＞
単層押出成形機を用い、最初に厚さ３０μｍのフッ素樹脂層を形成して一旦巻き取り、次にフッ素樹脂層の上に厚さ２０μｍのＰＡ樹脂層を形成して再度巻き取り、最後にＰＡ樹脂層の上に厚さ２０μｍのＰＰＳ樹脂層を形成し、フッ素樹脂層、ＰＡ樹脂層、及びＰＰＳ樹脂層を一層ずつ形成して絶縁被覆層を構成したことを除いて実施例１と同一構成の絶縁被覆集合線を実施例２とした。
【００５４】
＜実施例３＞
単層押出成形機を用い、最初に厚さ３０μｍのフッ素樹脂層を形成して一旦巻き取り、次にフッ素樹脂層の上に厚さ３０μｍのＰＰＳ樹脂層を形成し、フッ素樹脂層及びＰＰＳ樹脂層を一層ずつ形成して絶縁被覆層を構成したことを除いて実施例１と同一構成の絶縁被覆集合線を実施例３とした。
【００５５】
＜比較例１＞
単層押出成形機を用い、最初に厚さ２０μｍのＰＡ樹脂層を形成して一旦巻き取り、次にＰＡ樹脂層の上に厚さ３０μｍのフッ素樹脂層を形成し、ＰＡ樹脂層及びフッ素樹脂層を一層ずつ形成して絶縁被覆層を構成したことを除いて実施例１と同一構成の絶縁被覆集合線を比較例１とした。
【００５６】
＜比較例２＞
単層押出成形機を用い、厚さ３０μｍのフッ素樹脂層を形成して単層の絶縁被覆層を構成したことを除いて実施例１と同一構成の絶縁被覆集合線を比較例２とした。
【００５７】
＜比較例３＞
単層押出成形機を用い、厚さ２０μｍのＰＰＳ樹脂層を形成して単層の絶縁被覆層を構成したことを除いて実施例１と同一構成の絶縁被覆集合線を比較例３とした。
【００５８】
＜比較例４＞
単層押出成形機を用い、厚さ２０μｍのＰＡ樹脂層を形成して単層の絶縁被覆層を構成したことを除いて実施例１と同一構成の絶縁被覆集合線を比較例４とした。
【００５９】
（試験評価方法）
＜エッジワイズ曲げ性＞
実施例１〜３及び比較例１〜４のそれぞれについて、絶縁被覆集合線の内周側の曲げ直径が、絶縁被覆集合線の断面積と等しい円の直径の５倍となるように、横方向にエッジワイズ曲げ加工を施した。そして、絶縁被覆層に亀裂が発生しなかったものを評価「良」、及び亀裂が発生したものを評価「不良」とした。
【００６０】
＜耐軟化性＞
実施例１〜３及び比較例１〜４のそれぞれについて、ＪＩＳＣ３００３．９に準じ、絶縁被覆層の耐え得る最大荷重を測定する試験を行った。そして、最大荷重が４．９Ｎ以上のものを評価「良」、及び最大荷重が４．９Ｎ未満のものを評価「不良」とした。
【００６１】
＜耐熱性（熱収縮性）＞
実施例１〜３及び比較例１〜４のそれぞれについて、ＪＩＳＣ３００３．２０に準じ、温度指数を測定する試験を行った。そして、温度指数が１８０℃以上のものを評価「良」、及び温度指数が１８０℃未満のものを評価「不良」とした。
【００６２】
＜絶縁被覆層と導体線の束との密着性＞
実施例１〜３及び比較例１〜４のそれぞれについて、ＪＩＳＣ３００３．８に準じ、絶縁被覆層の浮いた長さを測定する試験を行った。そして、その長さが５ｍｍ未満のものを評価「Ａ」、５ｍｍ以上１０ｍｍ未満のものを評価「Ｂ」、及び１０ｍｍ以上のものを評価「Ｃ」とした。
【００６３】
（試験評価結果）
表２は試験評価結果を示す。
【００６４】
【表２】
【００６５】
エッジワイズ曲げ性は、実施例１〜３、比較例２、及び比較例４が「良」、並びに比較例１及び３が「不良」であった。
【００６６】
耐軟化性は、実施例１〜３、比較例１、比較例３、及び比較例４が「良」、並びに比較例２が「不良」であった。
【００６７】
耐熱性（熱収縮性）は、実施例１〜３及び比較例１〜３が「良」、並びに比較例４が「不良」であった。
【００６８】
絶縁被覆層と導体線の束との密着性は、実施例１が「Ａ」、実施例２が「Ｃ」、及び実施例３が「Ｃ」、並びに比較例１が「Ａ」、比較例２が「Ｃ」、比較例３が「Ｂ」、及び比較例４が「Ａ」であった。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、絶縁被覆集合線及びその製造方法、並びにそれを用いたコイルについて有用である。
【符号の説明】
【００７０】
１０ 絶縁被覆集合線
１１ 導体線
１１ａ 導体線本体
１１ｂ 線材絶縁膜
１２ 絶縁被覆層
１２ａ フッ素樹脂層
１２ｂ ＰＰＳ樹脂層
１２ｃ ＰＡ樹脂層
１３ 結着材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁被覆集合線及びその製造方法、並びにそれを用いたコイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の導体線を並行に延びるように束ねて樹脂材料の絶縁被覆層で被覆した絶縁被覆集合線が、ハイブリッド自動車や電気自動車のモーター等の高周波伝送用途で使用されている。かかる絶縁被覆集合線を用いれば、表皮電流を分断すると共に隣接する導体線間での渦電流を打ち消すことにより低交流抵抗を実現することができる。
【０００３】
特許文献１には、多角形の断面形状を有する導体線が互いに平行に複数本集合配置し、外形が多角形の集合導体が被覆された絶縁被覆集合線であって、集合導体の最外層を被覆する最外層絶縁膜が厚さ０．０２０〜０．０７０ｍｍのポリフェニレンサルフィド樹脂又は半芳香族ポリアミド樹脂からなるものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−５５８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車等のモーターに用いられる絶縁被覆集合線では、絶縁被覆層に対し、コイルを形成する際に亀裂が生じないように耐エッジワイズ曲げ性が高いことが求められ、また、側圧に抵抗して絶縁性を保持するように耐軟化性が高いことが求められ、さらに、高温度の過酷な雰囲気下で使用されることから、耐熱性が高いことも求められる。
【０００６】
本発明の課題は、絶縁被覆層の耐エッジワイズ曲げ性、耐軟化性、及び耐熱性のいずれもが高い絶縁被覆集合線を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、複数の導体線を並行に延びるように束ねて絶縁被覆層で被覆した絶縁被覆集合線であって、
上記絶縁被覆層は、フッ素樹脂で形成されたフッ素樹脂層と、該フッ素樹脂層の外側に設けられたポリフェニルサルファイド樹脂で形成されたＰＰＳ樹脂層と、を有する。
【０００８】
本発明は、本発明の絶縁被覆集合線を巻回してなるコイルである。
【０００９】
本発明は、複数の導体線を並行に延びるように束ね、それを被覆するように絶縁被覆層を押出成形で形成する絶縁被覆集合線の製造方法であって、
上記押出成形で形成する絶縁被覆層は、フッ素樹脂で形成されたフッ素樹脂層と、該フッ素樹脂層の外側に設けられたポリフェニルサルファイド樹脂で形成されたＰＰＳ樹脂層と、を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、絶縁被覆層が、フッ素樹脂で形成されたフッ素樹脂層とその外側に設けられたポリフェニルサルファイド樹脂で形成されたＰＰＳ樹脂層とを有するので、絶縁被覆層の耐エッジワイズ曲げ性、耐軟化性、及び耐熱性のいずれについても高い性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１に係る絶縁被覆集合線の斜視図である。
【図２】実施形態２に係る絶縁被覆集合線の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
（実施形態１）
図１は実施形態１に係る絶縁被覆集合線１０を示す。実施形態１に係る絶縁被覆集合線１０は、例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車等のモーターを構成するステータコアに形成されたスロット溝の内部に複数個を重ねて配置されるマグネットワイヤとして用いられるものである。
【００１４】
実施形態１に係る絶縁被覆集合線１０は、複数の導体線１１を並行に延びるように無撚状態に束ねて絶縁被覆層１２で被覆した構成を有する。
【００１５】
複数の導体線１１は、それぞれが同一断面の矩形に形成されており、全体の横断面において、縦及び横のそれぞれに複数本ずつが規則的に配列してマトリクスを構成するように配設されている。マトリクスを構成する縦の導体線１１の本数は例えば３〜１０本、及び横の導体線１１の本数は例えば３〜１０本であり、具体的例としては、図１に示す縦６本及び横７本の構成の他、縦３本及び横４本の構成、縦９本及び横１０本の構成等が挙げられる。導体線１１の全本数は例えば１２〜９０本である。なお、導体線１１の断面は、導体占積率や生産性などの観点から上記のように矩形であることが好ましいが、円形や三角形や六角形等の他の多角形に形成されていてもよい。複数の導体線１１は、断面寸法や断面形状が異なるものが混在して構成されていてもよい。また、複数の導体線１１は、不規則に束ねられた構成であってもよい。
【００１６】
各導体線１１は、０．２〜１ｍｍφの円形断面の丸線に相当するサイズであることが好ましく、横断面積が例えば０．０３１４〜０．７８５ｍｍ2であり、矩形断面の一辺の長さが例えば０．２〜１．０ｍｍである。その導体線１１の一辺の長さは、マトリクスを構成したとき、高い導体占積率を有する大表面積の絶縁被覆集合線１０が得られる観点から、隣接する一辺の長さの１．０〜１．５倍であることが好ましく、１．０〜１．２倍であることがより好ましい。かかる高い導体占積率を有する大表面積の絶縁被覆集合線１０は、ハイブリッド自動車や電気自動車等のモーターの小型化及び軽量化を実現させることができる。
【００１７】
複数の導体線１１のそれぞれは、導体線本体１１ａとその表面を被覆する線材絶縁膜１１ｂとを有する。
【００１８】
導体線本体１１ａを形成する金属材料としては、例えば、銅、アルミニウム、銀、鉄、金等が挙げられる。導体線本体１１ａは、単一種の金属材料で形成されていてもよく、また、複数種の金属材料の合金で形成されていてもよい。
【００１９】
線材絶縁膜１１ｂを形成する材料としては、導体線本体１１ａをいわゆる電着塗装で被覆する場合、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリイミド系樹脂等が挙げられ、また、導体線本体１１ａをいわゆるディップ塗装で被覆する場合、アミドイミド系樹脂、ウレタン系樹脂、エステルイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂等が挙げられる。また、導体線本体１１ａの表面を酸化処理を行なうことにより酸化被膜を設け、これを線材絶縁膜１１ｂとすることもできる。これらのうち、電着塗装で形成される線材絶縁膜１１ｂの場合、絶縁性に優れるアクリル系樹脂が好ましく、ディップ塗装で形成される線材絶縁膜１１ｂの場合、耐熱性に優れ、一般的な樹脂材料であるアミドイミド系樹脂が好ましい。線材絶縁膜１１ｂは、単一種の材料で形成されていてもよく、また、複数種の材料が混合されて形成されていてもよい。線材絶縁膜１１ｂの厚さは例えば１．５〜２０μｍである。なお、電着塗装で線材絶縁膜１１ｂを形成する場合、印加電圧の調整により線材絶縁膜１１ｂを厚さ１．５〜３μｍ程度まで薄く均一に形成することができ、それによって線材絶縁膜１１ｂの厚さによる絶縁被覆集合線１０における導体占積率の低下を抑制することができる。
【００２０】
相互に隣接する導体線１１間は結着材１３により結合していてもよい。導体線１１間に結着材１３を介設することにより、導体線１１間の絶縁性を向上させることができる。結着材１３としては、例えば、ポリアミド系樹脂、ポリビニルブチラール系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂などの熱融着性を有する樹脂、アルコール可溶に変性されたポリアミド系樹脂などのアルコール融着性を有する樹脂等の融着剤が挙げられる。また、結着材１３としては、例えば、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、フェノール系樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂などの樹脂等の接着剤が挙げられる。結着材１３は、単一種の材料で形成されていてもよく、また、複数種の材料が混合されて形成されていてもよい。結着材１３の厚さは、例えば０．５〜５．０μｍであり、１．０〜３．０μｍであることが好ましい。なお、結着材１３は、導体線１１間の接触面全体に設けられていてもよいが、導体線１１間を固定できれば、それらの接触面全体に設けられている必要はなく、点状やストライプ状に部分的に設けられていてもよく、その場合、導体線１１間に形成される空間によってそれらの絶縁がなされる。
【００２１】
絶縁被覆層１２は、内側に設けられたフッ素樹脂層１２ａとその外側に設けられたＰＰＳ樹脂層１２ｂとを有する。絶縁被覆層１２は、ＡＣ１ｋＶ以上（好ましくはＡＣ２ｋＶ以上）の絶縁性を有していることが好ましい。かかる観点から絶縁被覆層１２の厚さは２０〜７０μｍであることが好ましく、電気絶縁性と導体占有率とのバランスを考慮すれば２０〜５０μｍであることがより好ましい。
【００２２】
フッ素樹脂層１２ａはフッ素樹脂で形成されている。フッ素樹脂層１２ａを形成するフッ素樹脂としては、例えば、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）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、クロロトリフルオエチレン・エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）等が挙げられる。これらのうちＰＦＡ（例えば、三井・デュポンフロロケミカル社製 商品名：テフロン４２０ＨＰ−Ｊ等）が最も好ましい。フッ素樹脂層１２ａを形成するフッ素樹脂は、単一種（或いは単一グレード）で構成されていてもよく、また、複数種（或いは複数グレード）がブレンドされて構成されていてもよい。フッ素樹脂層１２ａを形成するフッ素樹脂には、可塑剤等の樹脂配合薬品が配合されていてもよい。フッ素樹脂層１２ａの厚さは例えば２０〜５０ｍｍであり、２０〜４０ｍｍであることが好ましい。
【００２３】
フッ素樹脂層１２ａを形成するフッ素樹脂の材料特性として、引張弾性率（ＪＩＳ Ｋ７１６１準拠）は４００〜６００ＭＰａであることが好ましい。引張破壊強さ（ＪＩＳＫ７１６１準拠）は２０〜４０ＭＰａであることが好ましい。引張破壊伸び（ＪＩＳＫ７１６１準拠）は３８０〜４００％であることが好ましい。硬度（ＪＩＳＫ７２１５準拠、タイプＤデュロメータ使用）はＤ５５〜６５であることが好ましい。融点（ＤＳＣを用いて昇温速度１０℃／分の条件で測定した融解ピークのピーク温度）は３００〜３２０℃であることが好ましい。ＭＦＲ（ＡＳＴＭ Ｄ３３０７準拠）は３５〜４５ｇ／１０ｍｉｎであることが好ましい。表面エネルギー（ＪＩＳＫ６７６８準拠）は１５〜２０ｍＮ／ｍであることが好ましい。
【００２４】
ＰＰＳ樹脂層１２ｂはポリフェニレンサルフィド樹脂（例えば、ＤＩＣ社製 品番：Z200-J1等）で形成されている。ＰＰＳ樹脂層１２ｂを形成するポリフェニレンサルフィド樹脂は、単一グレードで構成されていてもよく、また、複数グレードがブレンドされて構成されていてもよい。ＰＰＳ樹脂層１２ｂを形成するポリフェニレンサルフィド樹脂には、可塑剤等の樹脂配合薬品が配合されていてもよい。ＰＰＳ樹脂層１２ｂの厚さは例えば２０〜５０ｍｍであり、２０〜４０ｍｍであることが好ましい。
【００２５】
ＰＰＳ樹脂層１２ｂを形成するポリフェニレンサルフィド樹脂の材料特性として、引張弾性率は４０００〜４５００ＭＰａであることが好ましい。引張破壊強さは６０〜８０ＭＰａであることが好ましい。引張破壊伸びは４０〜６０％であることが好ましい。硬度（タイプＤデュロメータ使用）はＤ８０〜９０であることが好ましい。融点は２７０〜２９０℃であることが好ましい。ＭＦＲは１０〜２０ｇ／１０ｍｉｎであることが好ましい。表面エネルギーは２０〜３０ｍＮ／ｍであることが好ましい。
【００２６】
フッ素樹脂層１２ａとＰＰＳ樹脂層１２ｂとは、密着性が高いことが好ましく、複合一体化していることがより好ましい。
【００２７】
以上の構成の実施形態１に係る絶縁被覆集合線１０によれば、絶縁被覆層１２が、フッ素樹脂で形成されたフッ素樹脂層１２ａとその外側に設けられたポリフェニルサルファイド樹脂で形成されたＰＰＳ樹脂層１２ｂとを有するので、絶縁被覆層１２の耐エッジワイズ曲げ性、耐軟化性、及び耐熱性のいずれについても高い性能を得ることができる。
【００２８】
実施形態１に係る絶縁被覆集合線１０は、例えばエッジワイズ曲げ加工等の曲げ加工が施されて、絶縁被覆集合線１０が巻回してなるコイルに構成され、そして、ハイブリッド自動車や電気自動車等のモーターを構成するステータコアに形成されたスロット溝の内部に複数個を重ねて配置されるマグネットワイヤとして用いられる。
【００２９】
次に、実施形態１に係る絶縁被覆集合線１０の製造方法について説明する。
【００３０】
まず、導体線本体１１ａを伸線し、その表面を絶縁被覆層１２で被覆して導体線１１を作製する。絶縁被覆層１２の形成方法としては、上記の通り、例えば、電着塗装、ディップ塗装が挙げられる。
【００３１】
次いで、導体線１１の表面に結着材１３を付着させて焼き付ける。結着材１３を付着させる方法としては、例えば、ディップ塗装、ロールコート、含浸フェルト接触塗装、スプレー塗装等が挙げられる。
【００３２】
続いて、導体線１１を複数本集め、規則的に配列してマトリクスを構成するように配設して束ね、隣接するもの同士を結着材１３により結合させる。
【００３３】
そして、この導体線１１の束を押出成形機に通し、絶縁被覆層１２を押出成形で形成する。ここで、樹脂材料の温度は融点乃至融点＋３０℃であることが好ましい。樹脂材料の粘度は１００〜１０００Ｐａ・ｓであることが好ましい。また、このとき、単層押出成形機を用い、最初にフッ素樹脂層１２ａを形成して一旦巻き取り、次にフッ素樹脂層１２ａの上にＰＰＳ樹脂層１２ｂを形成し、フッ素樹脂層１２ａ及びＰＰＳ樹脂層１２ｂを一層ずつ形成してもよい。また、タンデム型押出成形機を用い、最初にフッ素樹脂層１２ａを形成し、引き続いてフッ素樹脂層１２ａの上にＰＰＳ樹脂層１２ｂを形成し、フッ素樹脂層１２ａ及びＰＰＳ樹脂層１２ｂを連続して形成してもよい。さらに、二層コモンヘッド押出成形機を用い、フッ素樹脂層１２ａ及びＰＰＳ樹脂層１２ｂを同時に形成してもよい。これらのうち、フッ素樹脂層１２ａ及びＰＰＳ樹脂層１２ｂの高い密着性が得られるという観点から、二層コモンヘッド押出成形機を用いる方法が好ましい。なお、絶縁被覆層１２の形成をディップ塗装によって行うこともできる。
【００３４】
以上により、実施形態１に係る絶縁被覆集合線１０を製造することができる。
【００３５】
（実施形態２）
図２は実施形態２に係る絶縁被覆集合線１０を示す。なお、実施形態１と同一名称の部分は、実施形態１と同一符号を用いて示す。この実施形態２に係る絶縁被覆集合線１０も、例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車等のモーターを構成するステータコアに形成されたスロット溝の内部に複数個を重ねて配置されるマグネットワイヤとして用いられるものである。
【００３６】
実施形態２に係る絶縁被覆集合線１０では、絶縁被覆層１２は、内側に設けられたフッ素樹脂層１２ａとその外側に設けられたＰＰＳ樹脂層１２ｂとを有すると共に、フッ素樹脂層１２ａの内側に、導体線１１の束に接触するように設けられたＰＡ樹脂層１２ｃをさらに有する。
【００３７】
ＰＡ樹脂層１２ｃはポリアミド樹脂で形成されている。ＰＡ樹脂層１２ｃを形成するポリアミド樹脂としては、いわゆる６ナイロンや６，６ナイロンなどの脂肪族ポリアミド樹脂の他、ポリアミド９Ｔ（例えば、クラレ社製 商品名：Genestar等）、ポリアミド６−６Ｔ（例えば、三井化学社製 商品名：アーレン等）、ポリアミド６／６Ｔ（例えば、ＢＡＳＦ社製、商品名：ウルトラミッドＴ等）、ポリアミドＭＸＤ６（例えば、三菱エンジニアリングプラスチックス社製 商品名：レニー等）の半芳香族ポリアミド樹脂や芳香族ポリアミド樹脂が挙げられる。これらのうち半芳香族ポリアミド樹脂が好ましく、その中でも、構成単位において、ジカルボン酸成分がテレフタル酸であり且つジアミン成分が１，９−ノナンジアミンであるもの（ポリアミド９Ｔ）、ジカルボン酸成分がテレフタル酸であり且つジアミン成分が１，６−ヘキサンジアミンであるもの（ポリアミド６−６Ｔ、ポリアミド６／６Ｔ）が好ましい。ＰＡ樹脂層１２ｃを形成するポリアミド樹脂は、単一種（或いは単一グレード）で構成されていてもよく、また、複数種（或いは複数グレード）がブレンドされて構成されていてもよい。ＰＡ樹脂層１２ｃを形成するポリアミド樹脂には、可塑剤等の樹脂配合薬品が配合されていてもよい。
【００３８】
ＰＡ樹脂層１２ｃを形成するポリアミド樹脂の材料特性として、引張弾性率は２０００〜３０００ＭＰａであることが好ましい。引張破壊強さは４０〜６０ＭＰａであることが好ましい。引張破壊伸びは２０〜５０％であることが好ましい。硬度（タイプＤデュロメータ使用）はＤ６０〜７０であることが好ましい。融点は２６０〜２７０℃であることが好ましい。ＭＦＲは４０〜５０ｇ／１０ｍｉｎであることが好ましい。表面エネルギーは４０〜５０ｍＮ／ｍであることが好ましい。
【００３９】
実施形態２に係る絶縁被覆集合線１０の３層構造の絶縁被覆層１２では、フッ素樹脂層１２ａの厚さは例えば２０〜５０ｍｍであり、２０〜４０ｍｍであることが好ましい。ＰＰＳ樹脂層１２ｂの厚さは例えば２０〜５０ｍｍであり、２０〜４０ｍｍであることが好ましい。ＰＡ樹脂層１２ｃの厚さは例えば２０〜５０ｍｍであり、２０〜４０ｍｍであることが好ましい。
【００４０】
フッ素樹脂層１２ａとＰＡ樹脂層１２ｃとは、密着性が高いことが好ましく、複合一体化していることがより好ましい。
【００４１】
以上の構成の実施形態２に係る絶縁被覆集合線１０によれば、絶縁被覆層１２が、フッ素樹脂層１２ａの内側に、導体線１１の束に接触するように設けられたポリアミド樹脂で形成されたＰＡ樹脂層１２ｃをさらに有するので、絶縁被覆層１２と導体線１１の束との高い密着性を得ることができる。
【００４２】
実施形態２に係る絶縁被覆集合線１０を、導体線１１の束を押出成形機に通して絶縁被覆層１２を押出成形で形成して製造する場合、単層押出成形機を用い、最初にＰＡ樹脂層１２ｃを形成して一旦巻き取り、次にＰＡ樹脂層１２ｃの上にフッ素樹脂層１２ａを形成して再度巻き取り、最後にフッ素樹脂層１２ａの上にＰＰＳ樹脂層１２ｂを形成し、ＰＡ樹脂層１２ｃ、フッ素樹脂層１２ａ、及びＰＰＳ樹脂層１２ｂを一層ずつ形成してもよい。また、タンデム型押出成形機を用い、最初にＰＡ樹脂層１２ｃを形成し、引き続いてＰＡ樹脂層１２ｃの上にフッ素樹脂層１２ａを形成し、さらに引き続いてフッ素樹脂層１２ａの上にＰＰＳ樹脂層１２ｂを形成し、ＰＡ樹脂層１２ｃ、フッ素樹脂層１２ａ、及びＰＰＳ樹脂層１２ｂを連続して形成してもよい。さらに、三層コモンヘッド押出成形機を用い、ＰＡ樹脂層１２ｃ、フッ素樹脂層１２ａ、及びＰＰＳ樹脂層１２ｂを同時に形成してもよい。これらのうち、ＰＡ樹脂層１２ｃとフッ素樹脂層１２ａとの高い密着性、及びフッ素樹脂層１２ａとＰＰＳ樹脂層１２ｂとの高い密着性が得られるという観点から、三層コモンヘッド押出成形機を用いる方法が好ましい。
【００４３】
その他の構成、作用効果、製造方法については実施形態１と同一である。
【００４４】
（その他の実施形態）
上記実施形態１及び２では、導体線１１が導体線本体１１ａ及び線材絶縁膜１１ｂを有する構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、導体線１１が導体線本体１１ａのみで構成され、隣接する導体線１１間が結着材１３のみで絶縁された構成であってもよい。
【００４５】
上記実施形態１では、フッ素樹脂層１２ａとＰＰＳ樹脂層１２ｂとが接触した構成とし、上記実施形態２では、フッ素樹脂層１２ａとＰＰＳ樹脂層１２ｂとが接触し且つＰＰＳ樹脂層１２ｂとＰＡ樹脂層１２ｃとが接触した構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、絶縁被覆層１２の耐エッジワイズ曲げ性、耐軟化性、及び耐熱性を低下させなければ、フッ素樹脂層１２ａとＰＰＳ樹脂層１２ｂとの間、及び／又は、ＰＰＳ樹脂層１２ｂとＰＡ樹脂層１２ｃとの間に別の層が設けられていてもよい。
【実施例】
【００４６】
（絶縁被覆集合線）
以下の実施例１〜３及び比較例１〜４の絶縁被覆集合線を作製した。
【００４７】
＜実施例１＞
一辺０．３０ｍｍの横断面正方形の導体線本体の表面を電着塗装で厚さ約２μｍのアクリル系樹脂の線材絶縁膜で被覆すると共に、更にその表面に結着材（東特塗料社製 商品名：ＴＣＶ４００）を付着させて焼き付けた。そして、それを４２本集めて横断面が縦６本及び横７本の構成のマトリクスを形成するように束ね、単層押出成形機を用い、最初に厚さ２０μｍのＰＡ樹脂層を形成して一旦巻き取り、次にＰＡ樹脂層の上に厚さ３０μｍのフッ素樹脂層を形成して再度巻き取り、最後にフッ素樹脂層の上に厚さ２０μｍのＰＰＳ樹脂層を形成し、ＰＡ樹脂層、フッ素樹脂層、及びＰＰＳ樹脂層を一層ずつ形成して絶縁被覆層を構成した。この絶縁被覆集合線を実施例１とした。
【００４８】
ＰＡ樹脂層を形成するポリアミド樹脂として、半芳香族ポリアミド樹脂のポリアミド９Ｔ（クラレ社製 商品名：Genestar N1006C）を用いた。このものは、引張弾性率が２５００ＭＰａ、硬度（タイプＤデュロメータ使用）がＤ６５、融点が２６２℃、ＭＦＲが４５ｇ／１０ｍｉｎ、引張破壊伸びが３５％、及び表面エネルギーが４６．０ｍＮ／ｍである。
【００４９】
フッ素樹脂層を形成するフッ素樹脂として、ＰＦＡ樹脂（三井・デュポンフロロケミカル社製 商品名：テフロン４２０ＨＰ−Ｊ）を用いた。このものは、引張弾性率が４９０ＭＰａ、硬度（タイプＤデュロメータ使用）がＤ６０、融点が３１０℃、ＭＦＲが４０ｇ／１０ｍｉｎ、引張破壊伸びが３９０％、及び表面エネルギーが１７．８ｍＮ／ｍである。
【００５０】
ＰＰＳ樹脂層を形成するポリフェニレンサルフィド樹脂として、ＤＩＣ社製 品番：Z200-J1を用いた。このものは、引張弾性率が４２００ＭＰａ、硬度（タイプＤデュロメータ使用）がＤ８５、融点が２８０℃、ＭＦＲが１５ｇ／１０ｍｉｎ、引張破壊伸びが５０％、及び表面エネルギーが２４．８ｍＮ／ｍである。
【００５１】
なお、材料特性は表１にも示す。
【００５２】
【表１】
【００５３】
＜実施例２＞
単層押出成形機を用い、最初に厚さ３０μｍのフッ素樹脂層を形成して一旦巻き取り、次にフッ素樹脂層の上に厚さ２０μｍのＰＡ樹脂層を形成して再度巻き取り、最後にＰＡ樹脂層の上に厚さ２０μｍのＰＰＳ樹脂層を形成し、フッ素樹脂層、ＰＡ樹脂層、及びＰＰＳ樹脂層を一層ずつ形成して絶縁被覆層を構成したことを除いて実施例１と同一構成の絶縁被覆集合線を実施例２とした。
【００５４】
＜実施例３＞
単層押出成形機を用い、最初に厚さ３０μｍのフッ素樹脂層を形成して一旦巻き取り、次にフッ素樹脂層の上に厚さ３０μｍのＰＰＳ樹脂層を形成し、フッ素樹脂層及びＰＰＳ樹脂層を一層ずつ形成して絶縁被覆層を構成したことを除いて実施例１と同一構成の絶縁被覆集合線を実施例３とした。
【００５５】
＜比較例１＞
単層押出成形機を用い、最初に厚さ２０μｍのＰＡ樹脂層を形成して一旦巻き取り、次にＰＡ樹脂層の上に厚さ３０μｍのフッ素樹脂層を形成し、ＰＡ樹脂層及びフッ素樹脂層を一層ずつ形成して絶縁被覆層を構成したことを除いて実施例１と同一構成の絶縁被覆集合線を比較例１とした。
【００５６】
＜比較例２＞
単層押出成形機を用い、厚さ３０μｍのフッ素樹脂層を形成して単層の絶縁被覆層を構成したことを除いて実施例１と同一構成の絶縁被覆集合線を比較例２とした。
【００５７】
＜比較例３＞
単層押出成形機を用い、厚さ２０μｍのＰＰＳ樹脂層を形成して単層の絶縁被覆層を構成したことを除いて実施例１と同一構成の絶縁被覆集合線を比較例３とした。
【００５８】
＜比較例４＞
単層押出成形機を用い、厚さ２０μｍのＰＡ樹脂層を形成して単層の絶縁被覆層を構成したことを除いて実施例１と同一構成の絶縁被覆集合線を比較例４とした。
【００５９】
（試験評価方法）
＜エッジワイズ曲げ性＞
実施例１〜３及び比較例１〜４のそれぞれについて、絶縁被覆集合線の内周側の曲げ直径が、絶縁被覆集合線の断面積と等しい円の直径の５倍となるように、横方向にエッジワイズ曲げ加工を施した。そして、絶縁被覆層に亀裂が発生しなかったものを評価「良」、及び亀裂が発生したものを評価「不良」とした。
【００６０】
＜耐軟化性＞
実施例１〜３及び比較例１〜４のそれぞれについて、ＪＩＳＣ３００３．９に準じ、絶縁被覆層の耐え得る最大荷重を測定する試験を行った。そして、最大荷重が４．９Ｎ以上のものを評価「良」、及び最大荷重が４．９Ｎ未満のものを評価「不良」とした。
【００６１】
＜耐熱性（熱収縮性）＞
実施例１〜３及び比較例１〜４のそれぞれについて、ＪＩＳＣ３００３．２０に準じ、温度指数を測定する試験を行った。そして、温度指数が１８０℃以上のものを評価「良」、及び温度指数が１８０℃未満のものを評価「不良」とした。
【００６２】
＜絶縁被覆層と導体線の束との密着性＞
実施例１〜３及び比較例１〜４のそれぞれについて、ＪＩＳＣ３００３．８に準じ、絶縁被覆層の浮いた長さを測定する試験を行った。そして、その長さが５ｍｍ未満のものを評価「Ａ」、５ｍｍ以上１０ｍｍ未満のものを評価「Ｂ」、及び１０ｍｍ以上のものを評価「Ｃ」とした。
【００６３】
（試験評価結果）
表２は試験評価結果を示す。
【００６４】
【表２】
【００６５】
エッジワイズ曲げ性は、実施例１〜３、比較例２、及び比較例４が「良」、並びに比較例１及び３が「不良」であった。
【００６６】
耐軟化性は、実施例１〜３、比較例１、比較例３、及び比較例４が「良」、並びに比較例２が「不良」であった。
【００６７】
耐熱性（熱収縮性）は、実施例１〜３及び比較例１〜３が「良」、並びに比較例４が「不良」であった。
【００６８】
絶縁被覆層と導体線の束との密着性は、実施例１が「Ａ」、実施例２が「Ｃ」、及び実施例３が「Ｃ」、並びに比較例１が「Ａ」、比較例２が「Ｃ」、比較例３が「Ｂ」、及び比較例４が「Ａ」であった。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、絶縁被覆集合線及びその製造方法、並びにそれを用いたコイルについて有用である。
【符号の説明】
【００７０】
１０ 絶縁被覆集合線
１１ 導体線
１１ａ 導体線本体
１１ｂ 線材絶縁膜
１２ 絶縁被覆層
１２ａ フッ素樹脂層
１２ｂ ＰＰＳ樹脂層
１２ｃ ＰＡ樹脂層
１３ 結着材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の導体線を並行に延びるように束ねて絶縁被覆層で被覆した絶縁被覆集合線であって、
上記絶縁被覆層は、フッ素樹脂で形成されたフッ素樹脂層と、該フッ素樹脂層の外側に設けられたポリフェニルサルファイド樹脂で形成されたＰＰＳ樹脂層と、を有する絶縁被覆集合線。
【請求項２】
請求項１に記載された絶縁被覆集合線において、
上記絶縁被覆層は、上記フッ素樹脂層の内側に、上記導体線の束に接触するように設けられたポリアミド樹脂で形成されたＰＡ樹脂層をさらに有する絶縁被覆集合線。
【請求項３】
請求項２に記載された絶縁被覆集合線において、
上記ＰＡ樹脂層を形成するポリアミド樹脂が半芳香族ポリアミド樹脂である絶縁被覆集合線。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載された絶縁被覆集合線において、
上記複数の導体線のそれぞれは、導体線本体とその表面を被覆する線材絶縁膜とを有する絶縁被覆集合線。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載された絶縁被覆集合線を巻回してなるコイル。
【請求項６】
複数の導体線を並行に延びるように束ね、それを被覆するように絶縁被覆層を押出成形で形成する絶縁被覆集合線の製造方法であって、
上記押出成形で形成する絶縁被覆層は、フッ素樹脂で形成されたフッ素樹脂層と、該フッ素樹脂層の外側に設けられたポリフェニルサルファイド樹脂で形成されたＰＰＳ樹脂層と、を有する絶縁被覆集合線の製造方法。
【請求項１】
複数の導体線を並行に延びるように束ねて絶縁被覆層で被覆した絶縁被覆集合線であって、
上記絶縁被覆層は、フッ素樹脂で形成されたフッ素樹脂層と、該フッ素樹脂層の外側に設けられたポリフェニルサルファイド樹脂で形成されたＰＰＳ樹脂層と、を有する絶縁被覆集合線。
【請求項２】
請求項１に記載された絶縁被覆集合線において、
上記絶縁被覆層は、上記フッ素樹脂層の内側に、上記導体線の束に接触するように設けられたポリアミド樹脂で形成されたＰＡ樹脂層をさらに有する絶縁被覆集合線。
【請求項３】
請求項２に記載された絶縁被覆集合線において、
上記ＰＡ樹脂層を形成するポリアミド樹脂が半芳香族ポリアミド樹脂である絶縁被覆集合線。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載された絶縁被覆集合線において、
上記複数の導体線のそれぞれは、導体線本体とその表面を被覆する線材絶縁膜とを有する絶縁被覆集合線。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載された絶縁被覆集合線を巻回してなるコイル。
【請求項６】
複数の導体線を並行に延びるように束ね、それを被覆するように絶縁被覆層を押出成形で形成する絶縁被覆集合線の製造方法であって、
上記押出成形で形成する絶縁被覆層は、フッ素樹脂で形成されたフッ素樹脂層と、該フッ素樹脂層の外側に設けられたポリフェニルサルファイド樹脂で形成されたＰＰＳ樹脂層と、を有する絶縁被覆集合線の製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−２２１５８７（Ｐ２０１２−２２１５８７Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８２９２３（Ｐ２０１１−８２９２３）
【出願日】平成２３年４月４日（２０１１．４．４）
【出願人】（０００００３２６３）三菱電線工業株式会社 (734)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月４日（２０１１．４．４）
【出願人】（０００００３２６３）三菱電線工業株式会社 (734)
【Ｆターム（参考）】
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