絶縁電線およびその製造方法
【課題】この発明は、絶縁電線の導体とエナメル層の接着強度を下げることなく、絶縁層を厚膜化し、部分放電発生電圧の高い絶縁電線を提供することを目的とする。
【解決手段】断面形状が矩形状である平角導体１０と、平角導体１０の外周面をエナメルで被覆して焼き付けたエナメル層３０と、該エナメル層３０の外周面を巻き回したＰＰＳテープ４１で被覆する絶縁テープ層４０とで構成し、エナメル層３０の厚さを５０μｍ以下、且つ前記エナメル層３０と前記絶縁テープ層４０とで構成する絶縁層２０の厚さを６０μｍ以上に設定するとともに、エナメル層３０と絶縁テープ層４０との間に接着層５０を介在させた。
【解決手段】断面形状が矩形状である平角導体１０と、平角導体１０の外周面をエナメルで被覆して焼き付けたエナメル層３０と、該エナメル層３０の外周面を巻き回したＰＰＳテープ４１で被覆する絶縁テープ層４０とで構成し、エナメル層３０の厚さを５０μｍ以下、且つ前記エナメル層３０と前記絶縁テープ層４０とで構成する絶縁層２０の厚さを６０μｍ以上に設定するとともに、エナメル層３０と絶縁テープ層４０との間に接着層５０を介在させた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、絶縁電線に関し、詳しくは絶縁性を強化した耐インバータサージ絶縁電線に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インバータは効率的な可変速制御装置として、多くの電気機器に取り付けられるようになってきている。インバータは数ｋＨｚ〜数十ｋＨｚでスイッチングが行われ、それらのパルス毎にサージ電圧が発生する。
【０００３】
インバータサージは、インバータ出力電圧の２倍近い電圧が発生し、このため、電気機器コイルを構成する材料の一つであるエナメル線のインバータサージ劣化を抑えることが求められている。
【０００４】
このようなインバータサージ電圧による、絶縁電線の絶縁層の劣化は、絶縁電線間で部分放電（コロナ放電）が発生することによって生じる。これを防ぐために、絶縁層に比誘電率が低い樹脂を用いるか、絶縁層の厚さを厚くする、すなわち厚膜化する方法が考えられる。
【０００５】
しかし、常用的に使用される樹脂ワニス用の樹脂に比誘電率が特別低いものは無く、また耐熱性、耐溶剤性、可撓性等の特性をあわせもった比誘電率が低い樹脂材料は少ないため、用いることは困難であった。
【０００６】
また、絶縁層を厚膜化する方法として、単に、絶縁層を構成するエナメル層を多層構成とする方法があるが、この場合、焼付炉を多数回にわたって通過させる必要があり、導体とエナメル層との接着力が低下するといった問題があった。
【０００７】
さらにまた、絶縁層を厚膜化する方法として、１回の焼き付けで塗布できる厚さを厚くする方法もあるが、この場合、塗布厚を厚くした樹脂ワニスの溶媒が蒸発しきれずに、形成されるエナメル層の中に気泡として残り、絶縁層の品質低下（絶縁性能低下）が起こるという問題があった。また、断面が略矩形状の平角導体の場合は、均一な絶縁層の形成が困難であるという問題もあった。
【０００８】
このような状況において、絶縁層の厚い絶縁電線として、導体上に接着材を塗布し、その上に絶縁テープを巻回す絶縁電線が提案されている（特許文献１）。
しかし、特許文献１で提案される絶縁テープを巻回す絶縁電線の場合、厚みのある均一な絶縁層を容易に形成することができるが、例えば、モータのステータの組み立て加工等を施した後に、巻回した絶縁テープ間に隙間が生じ易く、部分放電が発生し易いといった問題があった。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−０４５２３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この発明は、絶縁電線の導体とエナメル層の接着強度を下げることなく、絶縁層を厚膜化し、部分放電発生電圧の高い絶縁電線を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、導体と、該導体の外周面をエナメルで被覆して焼き付けたエナメル層と、該エナメル層の外周面を巻き回した絶縁テープで被覆する絶縁テープ層とで構成し、前記エナメル層の厚さを５０μｍ以下、且つ前記エナメル層と前記絶縁テープ層とで構成する絶縁層の厚さを６０μｍ以上に設定するとともに、エナメル層と絶縁テープ層との間に接着層を介在させた絶縁電線であることを特徴とする。
【００１２】
この発明の態様として、前記絶縁テープを、２５度における引張弾性率が１０００ＭＰａ以上、かつ２５０度における引張弾性率が１０ＭＰａ以上である絶縁テープで構成することができる。
また、この発明の態様として、前記導体を、断面形状が矩形状である平角導体で構成することができる。
【００１３】
また、この発明は、予め導体の外周面をエナメル層で被覆したエナメル被覆導体の外周面に接着層を塗布・焼付する接着層焼付工程と、該接着層を塗布・焼付したエナメル被覆導体を予熱する予熱工程と、該エナメル被覆導体の前記接着層の外周面に絶縁テープをテープ巻により巻回すテープ巻き工程とで構成し、前記予熱工程を、前記接着層が軟化する温度まで予熱する絶縁電線の製造方法であることを特徴とする。
【００１４】
この発明の態様として、導体を所定形状に、伸線及び圧延の少なくとも一方を行う伸線工程と、伸線された導体の外周面をエナメルで被覆し、焼き付けてエナメル層を形成するエナメル焼付工程と、前記テープ巻き工程で絶縁被覆された前記絶縁電線を巻き取る巻取り工程とを有し、前記伸線工程、前記エナメル焼付工程、前記接着層焼付工程、前記予熱工程、前記テープ巻き工程、及び前記巻取り工程をこの順でタンデムに行うことができる。
【００１５】
また、この発明は、予め導体の外周面をエナメル層で被覆したエナメル被覆導体の外周面に、内面に接着層を有する絶縁テープをテープ巻により巻回すテープ巻き工程と、外周面に前記絶縁テープを巻回したエナメル被覆導体を、前記接着層が軟化する温度まで加熱する加熱工程とで構成する絶縁電線の製造方法であることを特徴とする。
【００１６】
この発明の態様として、導体を所定形状に、伸線及び圧延の少なくとも一方を行う伸線工程と、伸線された導体の外周面をエナメルで被覆し、焼き付けてエナメル層を形成するエナメル焼付工程と、前記加熱工程で加熱された前記絶縁電線を巻き取る巻取り工程とを有し、前記伸線工程、前記エナメル焼付工程、前記テープ巻き工程、前記加熱工程、及び前記巻取り工程をこの順でタンデムに行うことができる。
【００１７】
上記絶縁テープは、例えば、温度による変形の少ないポリエステルイミドやポリイミド等の樹脂性テープや、ガラス系テープあるいは繊維系テープであることを含む。
【００１８】
上記タンデムに行うは、例えば、前記接着層焼付工程で接着層が焼き付けられたエナメル被覆導体を巻取りボビンに一旦巻き取り、巻き取られたエナメル被覆導体を巻取りボビンにから繰り出して予熱工程を実行するといった不連続な工程でなく、途中で導体を巻き取ることなく上記工程を一連の工程とする製造方法であることをいう。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、絶縁電線の導体とエナメル層の接着強度を下げることなく、絶縁層を厚膜化し、部分放電発生電圧の高い絶縁電線を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の絶縁電線１は、図１に示すように、断面形状が矩形状である平角導体１０と、平角導体１０の外周面をエナメルで被覆して焼き付けたエナメル層３０と、該エナメル層３０の外周面を巻き回したＰＰＳテープ４１で被覆する絶縁テープ層４０とで構成し、エナメル層３０の厚さを５０μｍ以下、且つ前記エナメル層３０と前記絶縁テープ層４０とで構成する絶縁層２０の厚さを６０μｍ以上に設定するとともに、エナメル層３０と絶縁テープ層４０との間に接着層５０を介在させている。なお、図１は絶縁電線１の断面図による説明図を示している。
【００２１】
前記絶縁テープ層４０を構成するＰＰＳテープ（ポリフェニレンサルファイドテープ）４１は、２５度における引張弾性率が１０００ＭＰａ以上、かつ２５０度における引張弾性率が１０ＭＰａ以上である絶縁テープである。
【００２２】
上記構成の絶縁電線１について詳述すると、絶縁電線１は、中心となる平角導体１０と、この平角導体１０の外周面を被覆し、エナメル層３０と絶縁テープ層４０とで構成する絶縁層２０と、エナメル層３０及び絶縁テープ層４０の間に介在し、エナメル層３０と絶縁テープ層４０とを接着する接着層５０とで構成している。
平角導体１０は、厚さ１．８ｍｍ×幅２．５ｍｍで、四隅の面取り半径ｒ＝０．５ｍｍの断面略矩形状で形成している。
【００２３】
エナメル層３０は、エナメルワニスを塗布・焼付して構成しており、さらに詳しくは、１層あたり５μｍの厚さのエナメル膜３０ａを４層重ねて層厚２０μｍのエナメル層３０を形成している（図１中ａ部拡大図参照）。
【００２４】
平角導体１０の外周面をエナメル層３０で被覆したエナメル線の外周面には、ワニス化したＰＰＳＵ接着材（ポリスルフォン）による、層厚２μｍの接着層５０を形成している。
【００２５】
さらに、接着層５０の外周面には、重なることないように巻回したＰＰＳテープ４１による絶縁テープ層４０を形成している。なお、ＰＰＳテープ４１は厚み４０μｍ×幅４２０ｍｍであり、絶縁テープ層４０は、１層巻きのＰＰＳテープ４１により層厚４０μｍで形成している。
【００２６】
このような構成の絶縁電線１は、丸銅線を所定形状に伸線及び圧延を行って平角導体１０を形成する伸線工程と、平角導体１０の外周面をエナメルで被覆し、焼き付けてエナメル層３０を形成するエナメル焼付工程と、エナメル層３０の外周面に接着層５０を塗布・焼付する接着層焼付工程と、接着層５０を塗布・焼付したエナメル線を予熱する予熱工程と、エナメル線の接着層５０の外周面にＰＰＳテープ４１をテープ巻により巻回すテープ巻き工程と、前記テープ巻き工程で絶縁被覆された絶縁電線１を巻き取る巻取り工程によって製造されている。
【００２７】
上記予熱工程は、前記接着層焼付工程で施された接着層５０が軟化する温度まで予熱する。さらに、前記伸線工程、前記エナメル焼付工程、前記接着層焼付工程、前記予熱工程、前記テープ巻き工程、及び前記巻取り工程は、この順でタンデムに行っている。
【００２８】
なお、上記工程で製造される絶縁電線１は、図２に示す絶縁電線製造装置１００を用いて製造される。図２は、絶縁電線製造装置１００のブロック図を示している。
絶縁電線製造装置１００は、供給装置１１０と、伸線機１２０と、焼鈍炉１３０と、コーティング装置１４０と、焼付炉１５０と、引取装置１６０と、予熱装置１７０と、巻回装置１８０と、冷却装置１９０と、個別引取装置２００と、巻取機２１０とで構成し、供給装置１１０を上流とし、巻き取り装置２１０を下流としてこの順で配置している。
【００２９】
供給装置１１０は、巻きつけられた導体を伸線機１２０に送り出す装置である。なお、本実施例においては、直径３．５ｍｍの丸型断面の丸銅線を導体として送り出している。
【００３０】
伸線装置１２０は、自由に回転する、上下左右１対のロールによって導体を圧延し、ダイスに導体を通過させて伸線する装置である。伸線装置１２０は、丸銅線を略矩形状の平角導体に加工するため、上下左右１対のロール向かい合うロールで圧延し、さらに厚さ・幅・面取り半径が規定された寸法の孔を有するダイスに導体（丸銅線）を通し、引抜いて細く寸法精度の高い伸線加工を行っている。
【００３１】
なお、本実施例においては、供給装置１１０によって送り出された直径３．５ｍｍの丸型断面の導体（丸銅線）を、４段重ねの１対の略平行に並べられたフリーロールにて１．９５０ｍｍ×２．６９０ｍｍ（厚さ×幅）となるように圧延加工し、１．８０３ｍｍ×２．５０３ｍｍ（厚さ×幅）で四隅の面取り半径ｒ＝０．５ｍｍの平角形状のダイヤモンドダイスを用いて引抜き加工し、１．８×２．５ｍｍ（厚さ×幅）で四隅の面取り半径ｒ＝０．５ｍｍの断面略矩形状の平角導体１０を形成している。
【００３２】
焼鈍炉１３０は、所定形状に引き抜き加工された平角導体１０を焼き鈍し、伸線装置１２０における圧延・引抜伸線加工で生じた平角導体１０の歪みを除去し、柔軟化する装置である。
【００３３】
コーティング装置１４０は、エナメル層３０を構成するポリアミドイミド樹脂を主体としたエナメルワニスや、接着層５０を構成するワニス化したＰＰＳＵ接着材をコーティングする装置である。
焼付炉１５０は、コーティング装置１４０でコーティングされたエナメルワニスやＰＰＳＵ接着材を平角導体１０に焼付ける装置である。
【００３４】
引取装置１６０は、モータ等の駆動機構により回転し、エナメル層３０や接着層５０が施されたエナメル線に張力を掛けつつ引き取る装置である。
予熱装置１７０は、熱風によって、接着層５０で被覆されたエナメル線を予熱する熱風循環式予熱機（ヒータ容量２４Ｋｗで熱風温度ｍａｘ６００度、長さは１２００ｍｍ）である。
【００３５】
巻回装置１８０は、予熱したエナメル線の外周面の接着層５０のＰＰＳＵ接着材が柔らかいうちにＰＰＳテープ４１を巻回する装置である。なお、巻回装置１８０は、ＰＰＳテープ４１の厚みを必要に応じて任意に選ぶことができる構成である。
【００３６】
冷却装置１９０は、ＰＰＳテープ４１の巻回しによって絶縁テープ層４０が形成された絶縁電線１を水槽により冷却するとともに、冷却後にエアを吹き付けて乾燥させる装置である。
個別引取装置２００は、モータ等の駆動機構により回転し、冷却装置１９０で冷却・乾燥された絶縁電線１に張力を掛けつつ引き取る装置である。
【００３７】
巻き取り装置２１０は、個別引取装置２００で引き取った絶縁電線１を、巻取りボビンに巻き取る装置である。
なお、焼付炉１５０の通過速度として低速が要求されるため、絶縁電線製造装置１００の施工速度は、焼付炉１５０における平角導体１０の通過速度に合わせて５〜１５ｍ／分に設定されている。
【００３８】
上記構成の絶縁電線製造装置１００を用いた絶縁電線１の製造方法について、以下で詳述する。
上述したように、絶縁電線１の製造方法は、丸銅線を所定形状に圧延して平角導体１０を形成する伸線工程と、平角導体１０の外周面をエナメルで被覆し、焼き付けてエナメル層３０を形成するエナメル焼付工程と、エナメル層３０の外周面に接着層５０を塗布・焼付する接着層焼付工程と、エナメル層３０で被覆されたエナメル線を予熱する予熱工程と、エナメル線のエナメル層３０の外周面にＰＰＳテープ４１をテープ巻により巻回すテープ巻き工程と、前記テープ巻き工程で絶縁被覆された絶縁電線１を巻き取る巻取り工程とで構成されている。
【００３９】
前記伸線工程は、供給装置１１０から供給された直径３．５ｍｍの丸銅線を、伸線装置１２０において、フリーロールによる圧延加工、及び上述のダイヤモンドダイスを用いて引抜く伸線加工によって、１．８×２．５ｍｍ（厚さ×幅）で四隅の面取り半径ｒ＝０．５ｍｍの平角導体１０を形成する。
【００４０】
前記伸線工程で形成された平角導体１０は、焼鈍炉１３０で焼鈍する焼鈍工程を経て、次工程であるエナメル焼付工程及び接着層焼付工程に移行する。
平角導体１０の外周面をエナメルで被覆し、焼き付けてエナメル層３０を形成するエナメル焼付工程及びエナメル層３０の外周面に接着層５０を塗布・焼付する接着層焼付工程は、コーティング装置１４０でエナメルワニスが塗布された平角導体１０を焼付炉１５０で焼付し、これを複数回繰り返して必要な層厚のエナメル層３０を形成する。接着層５０も同様の工程でコーティング装置１４０及び焼付炉１５０を用いて形成する。
【００４１】
詳しくは、平角導体１０の形状と相似形のダイスを使用して、ポリアミドイミド樹脂ワニスを平角導体１０の外周面へコーティングし、４５０度に設定した炉長８ｍの焼付炉内を、焼き付け時間４０秒となる速度で通過させ、この１回の焼き付け工程で厚さ５μｍのエナメル膜３０ａ（図１ａ部拡大図参照）を形成する。
これを繰り返し４回行うことで層厚２０μｍの４層構造のエナメル層３０で被覆されたエナメル線を形成する。
【００４２】
そのエナメル線を、ワニス化したＰＰＳＵ接着材でコーティングして、エナメル膜３０ａの形成と同様に、焼付炉１５０を通過させて焼付・塗布し、厚さ２μｍの接着層５０を有するエナメル線を形成する。そして、焼付炉１５０を通過した接着層５０を有するエナメル線を、引取装置１６０で張力を掛けつつ引き取り、次の予熱工程に移行する。
【００４３】
エナメル層３０の外周面を接着層５０で被覆したエナメル線を予熱する予熱工程は、設定温度４５０度とした予熱装置１７０を通過させ、線の表面温度を２５０度まで加熱する。なお、この予熱温度２５０度は、前記接着層焼付工程で形成された接着層５０が軟化する温度であり、さらには、接着層５０のガラス転移温度よりも高い温度であり、加熱された接着層５０を溶融状態にすることができる。
【００４４】
次のテープ巻き工程は、上記予熱工程で加熱されたエナメル線の接着層５０の表面が柔らかいうちに、巻回装置１８０で、厚み４０μｍ×幅４２０ｍｍであるＰＰＳテープ４１をテープ巻により巻回して絶縁テープ層４０を形成する。
そして、水温１５度に設定した長さ１２００ｍｍの冷却装置１９０の冷却水槽を通過させて冷やすとともに乾燥させて絶縁電線１を完成させる。
【００４５】
さらに、冷却・乾燥された絶縁電線１を個別引取装置２００で、張力を掛けつつ引き取り、巻き取り装置２１０を用いて、絶縁電線１を巻取りボビンに巻き取って（巻き取り工程）、絶縁電線１の製造は終了する。
【００４６】
なお、上述した絶縁電線１を製造する、前記伸線工程、前記焼鈍工程、前記エナメル焼付工程、前記接着層焼付工程、前記予熱工程、前記テープ巻き工程、及び前記巻取り工程は、この順のタンデム工程で行っており、上述したように絶縁電線１の製造速度は、エナメル焼付工程、前記接着層焼付工程における焼付炉１５０の通過速度に設定されている。
【００４７】
このように、断面形状が矩形状である平角導体１０と、平角導体１０の外周面をエナメルで被覆して焼き付けたエナメル層３０と、該エナメル層３０の外周面を巻き回したＰＰＳテープ４１で被覆する絶縁テープ層４０とで構成した絶縁電線１は、エナメル層３０の厚さを５０μｍ以下、且つ前記エナメル層３０と前記絶縁テープ層４０とで構成する絶縁層２０の厚さを６０μｍ以上に設定するとともに、エナメル層３０と絶縁テープ層４０との間に接着層５０を介在させたことにより、絶縁電線の導体とエナメル層の接着強度を下げることなく、絶縁層を厚膜化して、部分放電発生電圧を向上することができる。
【００４８】
詳述すると、最近の電気機器では、５００Ｖのサージ電圧に耐えうるような絶縁電線が求められている。換言すると、即ち部分放電発生電圧が５００Ｖ以上である絶縁電線が求められおり、これら比誘電率３〜４の樹脂をエナメル層に用いた場合、部分放電発生電圧を目標の５００Ｖ以上にするには、経験からエナメル層の厚さは６０μｍ以上必要である。
【００４９】
しかし、このような厚さのエナメル層を形成するためにエナメルワニスを厚く塗布することは難しく、さらにエナメルは高価で費用が掛かる。殊に、導体が断面略矩形状である平角導体の場合において、全周に均一にエナメルワニスを厚く塗布することが難しい。したがって、エナメルを厚く塗布することで所望の絶縁性能を満足する高品質な絶縁電線を得ることは技術的に難しい。
【００５０】
また、均一に塗布できる厚さのエナメル層を多数重ねて上記厚さを確保する場合、例えば、塗付・焼付の回数が１０回を超え、導体の表面に酸化銅からなる膜が成長し、導体とエナメル層との密着力が低下するという問題がある。
【００５１】
また、一方で、絶縁テープを巻き回したテープ巻線は絶縁層を均一に厚くすることが容易であるが、絶縁テープによる絶縁層を均一に厚くした場合、例えば、モータのステータの組み立て加工等を施した後、絶縁テープ間に隙間が生じ易く、部分放電が発生し易いという問題がある。
【００５２】
そこで、絶縁電線１は、要求される耐熱性に基づいてエナメル層３０の層厚を５０μｍ以下である２０μｍに設定するとともに、要求される部分放電耐圧に基づいて絶縁層２０の層厚を６０μｍに設定し、ＰＰＳテープ４１の厚さをこれに合致する必要な厚さ４０μｍに設定した。
【００５３】
これにより、絶縁電線１は、２０μｍのエナメル層３０の外側に４０μｍの絶縁テープ層４０を設け、間に接着層５０を介在させ、エナメル線のエナメル層３０の外周面にＰＰＳテープ４１をテープ巻により巻回すテープ巻き工程の前工程に、エナメル線を予熱する予熱工程を設定したことにより、所望の絶縁性能を有する層厚６０μｍの絶縁層２０を有する絶縁電線を構成することができる。
【００５４】
また、２０μｍのエナメル層３０を、５μｍのエナメル膜３０ａを４層重ねて構成し、すなわち焼付炉１５０の通過回数を４回に抑えたことにより、エナメルワニスを塗布・焼付したエナメル層３０と平角導体１０との間の密着力（４０ｇ／ｍｍ）以上を得ることができる。
【００５５】
また、エナメル線に単にＰＰＳテープ４１を巻回しても、巻線加工時にすぐにはがれてしまうという問題が生じるが、ＰＰＳＵ接着材をエナメル層３０の外周面に塗布・焼付し、予熱工程にて接着層５０を加熱して柔らかくし、接着層５０が柔らかいうちにＰＰＳテープ４１を巻回することにより、その密着力は引き剥がし法（ピール強度）で１００ｇ／ｍｍ以上を得ることができる。
【００５６】
このように、絶縁電線１は、エナメル層３０と平角導体１０との密着力を低減することなく、エナメル層３０と絶縁テープ層４０との密着性を高め、均一な絶縁層２０を構成することができる。したがって、絶縁電線としての絶縁性能を確実に、そして容易に、向上することができる。
【００５７】
また、絶縁層２０のうち外側層である絶縁テープ層４０を構成するＰＰＳテープ４１の厚さが最初から決まっているため、全周方向・長手方向における均一な層厚の絶縁層２０を構成することができる。
【００５８】
したがって、例えば、樹脂の塗付・焼付のみ構成する絶縁層や、樹脂を押出・焼付して構成する絶縁層と比較して、均一な絶縁性能の絶縁層２０を有した絶縁電線を構成することができる。また、樹脂の塗付・焼付や、押出・焼付による絶縁層では特に均一な層厚を確保し難いコーナー部分においても、他の面と同じ層厚さの絶縁層２０を構成することができる。
【００５９】
なお、絶縁電線１は、特別な技術を用いなくても均一な絶縁層厚さの絶縁層２０を有する電線を構成できるため、変圧器やモータのステータコイル等をこの絶縁電線１で構成した場合に、絶縁フィルムや保護テープなどの相間紙（絶縁紙）を削減できるといった効果も有している。
【００６０】
また、絶縁テープ層４０を構成するＰＰＳテープ４１を、２５度における引張弾性率が１０００ＭＰａ以上、かつ２５０度における引張弾性率が１０ＭＰａ以上である絶縁テープで構成したことにより、耐摩耗性、耐熱老化特性、耐溶剤性の所望の特性を有する絶縁電線１を構成することができる。
【００６１】
詳しくは、２５度での引張弾性率が１０００ＭＰａ以上であれば、常温で行われる耐摩耗特性が２０００ｇ以上（質量）を達成させることができ、２５０度での引張弾性率が１０ＭＰａ以上であれば、１８０度で行われる熱老化特性が３００ｈを達成することができる。また、前記の二項目を満足させる樹脂であれば、残る必要特性である耐溶剤性も常温および１５０度において良好な結果を達成できる。したがって、絶縁層２０を構成する絶縁テープ層４０としての所望の特性を満足することができる。
【００６２】
なお、断面が略矩形状の平角導体１０を用いたが、例えば、絶縁電線１の別の実施例の断面図による説明図である図３に示すように、断面形状が丸型である丸型導体１０ａや、断面形状が楕円状である楕円導体１０ｂを用いてよい。さらには、銅性の導体のみならず、銅合金、アルミあるいはアルミ合金等の電線用導体を用いてもよい。
【００６３】
また、上記実施例では、エナメル層３０の外周面をＰＰＳＵ接着材による接着層５０を被覆し、ＰＰＳテープ４１を巻き回す前に、予熱工程で接着層５０を加熱したが、ＰＰＳテープの内面に耐熱性の高い接着材を塗布し、テープ巻き回し後に加熱してもよい。
【００６４】
この場合、導体を所定形状に、伸線及び圧延の少なくとも一方を行う伸線工程と、伸線された平角導体１０の外周面をエナメルで被覆し、焼き付けてエナメル層３０を形成するエナメル焼付工程と、平角導体１０の外周面がエナメル層３０で被覆されたエナメル線の外周面に、内面に耐熱性の高い接着材による接着層を有するＰＰＳテープをテープ巻により巻回すテープ巻き工程と、外周面にＰＰＳテープを巻回したエナメル線を、前記接着層が軟化する温度まで加熱する加熱工程と、前記加熱工程で加熱された絶縁電線を巻き取る巻取り工程とで構成する製造方法で製造することができる。
【００６５】
なお、前記伸線工程、前記エナメル焼付工程、前記テープ巻き工程、前記加熱工程、及び前記巻取り工程をこの順でタンデムに行うことができる。この製造方法の場合、上述の製造方法における予熱工程に対応する加熱工程はテープ巻き工程の後に行われればよく、接着層焼付工程を省略することができる。
【００６６】
また、ＰＰＳテープ４１の代用として、溶融材料を配合したガラス・繊維系テープなどを用いてもよく、溶融材料としてエポキシ樹脂系接着材・アクリル樹脂系接着材・フェノール樹脂系接着材などを用いることができる。
さらには、ＰＰＳテープ４１の代用として、テープ状のものでなくとも、ガラス・アラミッド紙、マイカなどを用いてもよい。
【００６７】
また、絶縁電線１自体が、それほど熱履歴を受けない使用目的の場合、接着材の材料として融点の低いものを選び、本実施例の予熱温度より低くしてもよい。これにより、耐熱性の低いテープ材料を用いることができる。
【００６８】
以上、この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の導体は、平角導体１０、丸型導体１０ａ、楕円導体１０ｂに対応し、
以下同様に、
絶縁テープは、ＰＰＳテープ４１に対応し、
エナメル被覆導体は、エナメル線に対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】絶縁電線の断面図による説明図。
【図２】絶縁電線製造装置のブロック図。
【図３】別の実施例の絶縁電線の断面図による説明図。
【符号の説明】
【００７０】
１…絶縁電線
１０…平角導体
１０ａ…丸型導体
１０ｂ…楕円導体
２０…絶縁層
３０…エナメル層
４０…絶縁テープ層
４１…ＰＰＳテープ
５０…接着層
【技術分野】
【０００１】
この発明は、絶縁電線に関し、詳しくは絶縁性を強化した耐インバータサージ絶縁電線に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インバータは効率的な可変速制御装置として、多くの電気機器に取り付けられるようになってきている。インバータは数ｋＨｚ〜数十ｋＨｚでスイッチングが行われ、それらのパルス毎にサージ電圧が発生する。
【０００３】
インバータサージは、インバータ出力電圧の２倍近い電圧が発生し、このため、電気機器コイルを構成する材料の一つであるエナメル線のインバータサージ劣化を抑えることが求められている。
【０００４】
このようなインバータサージ電圧による、絶縁電線の絶縁層の劣化は、絶縁電線間で部分放電（コロナ放電）が発生することによって生じる。これを防ぐために、絶縁層に比誘電率が低い樹脂を用いるか、絶縁層の厚さを厚くする、すなわち厚膜化する方法が考えられる。
【０００５】
しかし、常用的に使用される樹脂ワニス用の樹脂に比誘電率が特別低いものは無く、また耐熱性、耐溶剤性、可撓性等の特性をあわせもった比誘電率が低い樹脂材料は少ないため、用いることは困難であった。
【０００６】
また、絶縁層を厚膜化する方法として、単に、絶縁層を構成するエナメル層を多層構成とする方法があるが、この場合、焼付炉を多数回にわたって通過させる必要があり、導体とエナメル層との接着力が低下するといった問題があった。
【０００７】
さらにまた、絶縁層を厚膜化する方法として、１回の焼き付けで塗布できる厚さを厚くする方法もあるが、この場合、塗布厚を厚くした樹脂ワニスの溶媒が蒸発しきれずに、形成されるエナメル層の中に気泡として残り、絶縁層の品質低下（絶縁性能低下）が起こるという問題があった。また、断面が略矩形状の平角導体の場合は、均一な絶縁層の形成が困難であるという問題もあった。
【０００８】
このような状況において、絶縁層の厚い絶縁電線として、導体上に接着材を塗布し、その上に絶縁テープを巻回す絶縁電線が提案されている（特許文献１）。
しかし、特許文献１で提案される絶縁テープを巻回す絶縁電線の場合、厚みのある均一な絶縁層を容易に形成することができるが、例えば、モータのステータの組み立て加工等を施した後に、巻回した絶縁テープ間に隙間が生じ易く、部分放電が発生し易いといった問題があった。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−０４５２３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この発明は、絶縁電線の導体とエナメル層の接着強度を下げることなく、絶縁層を厚膜化し、部分放電発生電圧の高い絶縁電線を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、導体と、該導体の外周面をエナメルで被覆して焼き付けたエナメル層と、該エナメル層の外周面を巻き回した絶縁テープで被覆する絶縁テープ層とで構成し、前記エナメル層の厚さを５０μｍ以下、且つ前記エナメル層と前記絶縁テープ層とで構成する絶縁層の厚さを６０μｍ以上に設定するとともに、エナメル層と絶縁テープ層との間に接着層を介在させた絶縁電線であることを特徴とする。
【００１２】
この発明の態様として、前記絶縁テープを、２５度における引張弾性率が１０００ＭＰａ以上、かつ２５０度における引張弾性率が１０ＭＰａ以上である絶縁テープで構成することができる。
また、この発明の態様として、前記導体を、断面形状が矩形状である平角導体で構成することができる。
【００１３】
また、この発明は、予め導体の外周面をエナメル層で被覆したエナメル被覆導体の外周面に接着層を塗布・焼付する接着層焼付工程と、該接着層を塗布・焼付したエナメル被覆導体を予熱する予熱工程と、該エナメル被覆導体の前記接着層の外周面に絶縁テープをテープ巻により巻回すテープ巻き工程とで構成し、前記予熱工程を、前記接着層が軟化する温度まで予熱する絶縁電線の製造方法であることを特徴とする。
【００１４】
この発明の態様として、導体を所定形状に、伸線及び圧延の少なくとも一方を行う伸線工程と、伸線された導体の外周面をエナメルで被覆し、焼き付けてエナメル層を形成するエナメル焼付工程と、前記テープ巻き工程で絶縁被覆された前記絶縁電線を巻き取る巻取り工程とを有し、前記伸線工程、前記エナメル焼付工程、前記接着層焼付工程、前記予熱工程、前記テープ巻き工程、及び前記巻取り工程をこの順でタンデムに行うことができる。
【００１５】
また、この発明は、予め導体の外周面をエナメル層で被覆したエナメル被覆導体の外周面に、内面に接着層を有する絶縁テープをテープ巻により巻回すテープ巻き工程と、外周面に前記絶縁テープを巻回したエナメル被覆導体を、前記接着層が軟化する温度まで加熱する加熱工程とで構成する絶縁電線の製造方法であることを特徴とする。
【００１６】
この発明の態様として、導体を所定形状に、伸線及び圧延の少なくとも一方を行う伸線工程と、伸線された導体の外周面をエナメルで被覆し、焼き付けてエナメル層を形成するエナメル焼付工程と、前記加熱工程で加熱された前記絶縁電線を巻き取る巻取り工程とを有し、前記伸線工程、前記エナメル焼付工程、前記テープ巻き工程、前記加熱工程、及び前記巻取り工程をこの順でタンデムに行うことができる。
【００１７】
上記絶縁テープは、例えば、温度による変形の少ないポリエステルイミドやポリイミド等の樹脂性テープや、ガラス系テープあるいは繊維系テープであることを含む。
【００１８】
上記タンデムに行うは、例えば、前記接着層焼付工程で接着層が焼き付けられたエナメル被覆導体を巻取りボビンに一旦巻き取り、巻き取られたエナメル被覆導体を巻取りボビンにから繰り出して予熱工程を実行するといった不連続な工程でなく、途中で導体を巻き取ることなく上記工程を一連の工程とする製造方法であることをいう。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、絶縁電線の導体とエナメル層の接着強度を下げることなく、絶縁層を厚膜化し、部分放電発生電圧の高い絶縁電線を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の絶縁電線１は、図１に示すように、断面形状が矩形状である平角導体１０と、平角導体１０の外周面をエナメルで被覆して焼き付けたエナメル層３０と、該エナメル層３０の外周面を巻き回したＰＰＳテープ４１で被覆する絶縁テープ層４０とで構成し、エナメル層３０の厚さを５０μｍ以下、且つ前記エナメル層３０と前記絶縁テープ層４０とで構成する絶縁層２０の厚さを６０μｍ以上に設定するとともに、エナメル層３０と絶縁テープ層４０との間に接着層５０を介在させている。なお、図１は絶縁電線１の断面図による説明図を示している。
【００２１】
前記絶縁テープ層４０を構成するＰＰＳテープ（ポリフェニレンサルファイドテープ）４１は、２５度における引張弾性率が１０００ＭＰａ以上、かつ２５０度における引張弾性率が１０ＭＰａ以上である絶縁テープである。
【００２２】
上記構成の絶縁電線１について詳述すると、絶縁電線１は、中心となる平角導体１０と、この平角導体１０の外周面を被覆し、エナメル層３０と絶縁テープ層４０とで構成する絶縁層２０と、エナメル層３０及び絶縁テープ層４０の間に介在し、エナメル層３０と絶縁テープ層４０とを接着する接着層５０とで構成している。
平角導体１０は、厚さ１．８ｍｍ×幅２．５ｍｍで、四隅の面取り半径ｒ＝０．５ｍｍの断面略矩形状で形成している。
【００２３】
エナメル層３０は、エナメルワニスを塗布・焼付して構成しており、さらに詳しくは、１層あたり５μｍの厚さのエナメル膜３０ａを４層重ねて層厚２０μｍのエナメル層３０を形成している（図１中ａ部拡大図参照）。
【００２４】
平角導体１０の外周面をエナメル層３０で被覆したエナメル線の外周面には、ワニス化したＰＰＳＵ接着材（ポリスルフォン）による、層厚２μｍの接着層５０を形成している。
【００２５】
さらに、接着層５０の外周面には、重なることないように巻回したＰＰＳテープ４１による絶縁テープ層４０を形成している。なお、ＰＰＳテープ４１は厚み４０μｍ×幅４２０ｍｍであり、絶縁テープ層４０は、１層巻きのＰＰＳテープ４１により層厚４０μｍで形成している。
【００２６】
このような構成の絶縁電線１は、丸銅線を所定形状に伸線及び圧延を行って平角導体１０を形成する伸線工程と、平角導体１０の外周面をエナメルで被覆し、焼き付けてエナメル層３０を形成するエナメル焼付工程と、エナメル層３０の外周面に接着層５０を塗布・焼付する接着層焼付工程と、接着層５０を塗布・焼付したエナメル線を予熱する予熱工程と、エナメル線の接着層５０の外周面にＰＰＳテープ４１をテープ巻により巻回すテープ巻き工程と、前記テープ巻き工程で絶縁被覆された絶縁電線１を巻き取る巻取り工程によって製造されている。
【００２７】
上記予熱工程は、前記接着層焼付工程で施された接着層５０が軟化する温度まで予熱する。さらに、前記伸線工程、前記エナメル焼付工程、前記接着層焼付工程、前記予熱工程、前記テープ巻き工程、及び前記巻取り工程は、この順でタンデムに行っている。
【００２８】
なお、上記工程で製造される絶縁電線１は、図２に示す絶縁電線製造装置１００を用いて製造される。図２は、絶縁電線製造装置１００のブロック図を示している。
絶縁電線製造装置１００は、供給装置１１０と、伸線機１２０と、焼鈍炉１３０と、コーティング装置１４０と、焼付炉１５０と、引取装置１６０と、予熱装置１７０と、巻回装置１８０と、冷却装置１９０と、個別引取装置２００と、巻取機２１０とで構成し、供給装置１１０を上流とし、巻き取り装置２１０を下流としてこの順で配置している。
【００２９】
供給装置１１０は、巻きつけられた導体を伸線機１２０に送り出す装置である。なお、本実施例においては、直径３．５ｍｍの丸型断面の丸銅線を導体として送り出している。
【００３０】
伸線装置１２０は、自由に回転する、上下左右１対のロールによって導体を圧延し、ダイスに導体を通過させて伸線する装置である。伸線装置１２０は、丸銅線を略矩形状の平角導体に加工するため、上下左右１対のロール向かい合うロールで圧延し、さらに厚さ・幅・面取り半径が規定された寸法の孔を有するダイスに導体（丸銅線）を通し、引抜いて細く寸法精度の高い伸線加工を行っている。
【００３１】
なお、本実施例においては、供給装置１１０によって送り出された直径３．５ｍｍの丸型断面の導体（丸銅線）を、４段重ねの１対の略平行に並べられたフリーロールにて１．９５０ｍｍ×２．６９０ｍｍ（厚さ×幅）となるように圧延加工し、１．８０３ｍｍ×２．５０３ｍｍ（厚さ×幅）で四隅の面取り半径ｒ＝０．５ｍｍの平角形状のダイヤモンドダイスを用いて引抜き加工し、１．８×２．５ｍｍ（厚さ×幅）で四隅の面取り半径ｒ＝０．５ｍｍの断面略矩形状の平角導体１０を形成している。
【００３２】
焼鈍炉１３０は、所定形状に引き抜き加工された平角導体１０を焼き鈍し、伸線装置１２０における圧延・引抜伸線加工で生じた平角導体１０の歪みを除去し、柔軟化する装置である。
【００３３】
コーティング装置１４０は、エナメル層３０を構成するポリアミドイミド樹脂を主体としたエナメルワニスや、接着層５０を構成するワニス化したＰＰＳＵ接着材をコーティングする装置である。
焼付炉１５０は、コーティング装置１４０でコーティングされたエナメルワニスやＰＰＳＵ接着材を平角導体１０に焼付ける装置である。
【００３４】
引取装置１６０は、モータ等の駆動機構により回転し、エナメル層３０や接着層５０が施されたエナメル線に張力を掛けつつ引き取る装置である。
予熱装置１７０は、熱風によって、接着層５０で被覆されたエナメル線を予熱する熱風循環式予熱機（ヒータ容量２４Ｋｗで熱風温度ｍａｘ６００度、長さは１２００ｍｍ）である。
【００３５】
巻回装置１８０は、予熱したエナメル線の外周面の接着層５０のＰＰＳＵ接着材が柔らかいうちにＰＰＳテープ４１を巻回する装置である。なお、巻回装置１８０は、ＰＰＳテープ４１の厚みを必要に応じて任意に選ぶことができる構成である。
【００３６】
冷却装置１９０は、ＰＰＳテープ４１の巻回しによって絶縁テープ層４０が形成された絶縁電線１を水槽により冷却するとともに、冷却後にエアを吹き付けて乾燥させる装置である。
個別引取装置２００は、モータ等の駆動機構により回転し、冷却装置１９０で冷却・乾燥された絶縁電線１に張力を掛けつつ引き取る装置である。
【００３７】
巻き取り装置２１０は、個別引取装置２００で引き取った絶縁電線１を、巻取りボビンに巻き取る装置である。
なお、焼付炉１５０の通過速度として低速が要求されるため、絶縁電線製造装置１００の施工速度は、焼付炉１５０における平角導体１０の通過速度に合わせて５〜１５ｍ／分に設定されている。
【００３８】
上記構成の絶縁電線製造装置１００を用いた絶縁電線１の製造方法について、以下で詳述する。
上述したように、絶縁電線１の製造方法は、丸銅線を所定形状に圧延して平角導体１０を形成する伸線工程と、平角導体１０の外周面をエナメルで被覆し、焼き付けてエナメル層３０を形成するエナメル焼付工程と、エナメル層３０の外周面に接着層５０を塗布・焼付する接着層焼付工程と、エナメル層３０で被覆されたエナメル線を予熱する予熱工程と、エナメル線のエナメル層３０の外周面にＰＰＳテープ４１をテープ巻により巻回すテープ巻き工程と、前記テープ巻き工程で絶縁被覆された絶縁電線１を巻き取る巻取り工程とで構成されている。
【００３９】
前記伸線工程は、供給装置１１０から供給された直径３．５ｍｍの丸銅線を、伸線装置１２０において、フリーロールによる圧延加工、及び上述のダイヤモンドダイスを用いて引抜く伸線加工によって、１．８×２．５ｍｍ（厚さ×幅）で四隅の面取り半径ｒ＝０．５ｍｍの平角導体１０を形成する。
【００４０】
前記伸線工程で形成された平角導体１０は、焼鈍炉１３０で焼鈍する焼鈍工程を経て、次工程であるエナメル焼付工程及び接着層焼付工程に移行する。
平角導体１０の外周面をエナメルで被覆し、焼き付けてエナメル層３０を形成するエナメル焼付工程及びエナメル層３０の外周面に接着層５０を塗布・焼付する接着層焼付工程は、コーティング装置１４０でエナメルワニスが塗布された平角導体１０を焼付炉１５０で焼付し、これを複数回繰り返して必要な層厚のエナメル層３０を形成する。接着層５０も同様の工程でコーティング装置１４０及び焼付炉１５０を用いて形成する。
【００４１】
詳しくは、平角導体１０の形状と相似形のダイスを使用して、ポリアミドイミド樹脂ワニスを平角導体１０の外周面へコーティングし、４５０度に設定した炉長８ｍの焼付炉内を、焼き付け時間４０秒となる速度で通過させ、この１回の焼き付け工程で厚さ５μｍのエナメル膜３０ａ（図１ａ部拡大図参照）を形成する。
これを繰り返し４回行うことで層厚２０μｍの４層構造のエナメル層３０で被覆されたエナメル線を形成する。
【００４２】
そのエナメル線を、ワニス化したＰＰＳＵ接着材でコーティングして、エナメル膜３０ａの形成と同様に、焼付炉１５０を通過させて焼付・塗布し、厚さ２μｍの接着層５０を有するエナメル線を形成する。そして、焼付炉１５０を通過した接着層５０を有するエナメル線を、引取装置１６０で張力を掛けつつ引き取り、次の予熱工程に移行する。
【００４３】
エナメル層３０の外周面を接着層５０で被覆したエナメル線を予熱する予熱工程は、設定温度４５０度とした予熱装置１７０を通過させ、線の表面温度を２５０度まで加熱する。なお、この予熱温度２５０度は、前記接着層焼付工程で形成された接着層５０が軟化する温度であり、さらには、接着層５０のガラス転移温度よりも高い温度であり、加熱された接着層５０を溶融状態にすることができる。
【００４４】
次のテープ巻き工程は、上記予熱工程で加熱されたエナメル線の接着層５０の表面が柔らかいうちに、巻回装置１８０で、厚み４０μｍ×幅４２０ｍｍであるＰＰＳテープ４１をテープ巻により巻回して絶縁テープ層４０を形成する。
そして、水温１５度に設定した長さ１２００ｍｍの冷却装置１９０の冷却水槽を通過させて冷やすとともに乾燥させて絶縁電線１を完成させる。
【００４５】
さらに、冷却・乾燥された絶縁電線１を個別引取装置２００で、張力を掛けつつ引き取り、巻き取り装置２１０を用いて、絶縁電線１を巻取りボビンに巻き取って（巻き取り工程）、絶縁電線１の製造は終了する。
【００４６】
なお、上述した絶縁電線１を製造する、前記伸線工程、前記焼鈍工程、前記エナメル焼付工程、前記接着層焼付工程、前記予熱工程、前記テープ巻き工程、及び前記巻取り工程は、この順のタンデム工程で行っており、上述したように絶縁電線１の製造速度は、エナメル焼付工程、前記接着層焼付工程における焼付炉１５０の通過速度に設定されている。
【００４７】
このように、断面形状が矩形状である平角導体１０と、平角導体１０の外周面をエナメルで被覆して焼き付けたエナメル層３０と、該エナメル層３０の外周面を巻き回したＰＰＳテープ４１で被覆する絶縁テープ層４０とで構成した絶縁電線１は、エナメル層３０の厚さを５０μｍ以下、且つ前記エナメル層３０と前記絶縁テープ層４０とで構成する絶縁層２０の厚さを６０μｍ以上に設定するとともに、エナメル層３０と絶縁テープ層４０との間に接着層５０を介在させたことにより、絶縁電線の導体とエナメル層の接着強度を下げることなく、絶縁層を厚膜化して、部分放電発生電圧を向上することができる。
【００４８】
詳述すると、最近の電気機器では、５００Ｖのサージ電圧に耐えうるような絶縁電線が求められている。換言すると、即ち部分放電発生電圧が５００Ｖ以上である絶縁電線が求められおり、これら比誘電率３〜４の樹脂をエナメル層に用いた場合、部分放電発生電圧を目標の５００Ｖ以上にするには、経験からエナメル層の厚さは６０μｍ以上必要である。
【００４９】
しかし、このような厚さのエナメル層を形成するためにエナメルワニスを厚く塗布することは難しく、さらにエナメルは高価で費用が掛かる。殊に、導体が断面略矩形状である平角導体の場合において、全周に均一にエナメルワニスを厚く塗布することが難しい。したがって、エナメルを厚く塗布することで所望の絶縁性能を満足する高品質な絶縁電線を得ることは技術的に難しい。
【００５０】
また、均一に塗布できる厚さのエナメル層を多数重ねて上記厚さを確保する場合、例えば、塗付・焼付の回数が１０回を超え、導体の表面に酸化銅からなる膜が成長し、導体とエナメル層との密着力が低下するという問題がある。
【００５１】
また、一方で、絶縁テープを巻き回したテープ巻線は絶縁層を均一に厚くすることが容易であるが、絶縁テープによる絶縁層を均一に厚くした場合、例えば、モータのステータの組み立て加工等を施した後、絶縁テープ間に隙間が生じ易く、部分放電が発生し易いという問題がある。
【００５２】
そこで、絶縁電線１は、要求される耐熱性に基づいてエナメル層３０の層厚を５０μｍ以下である２０μｍに設定するとともに、要求される部分放電耐圧に基づいて絶縁層２０の層厚を６０μｍに設定し、ＰＰＳテープ４１の厚さをこれに合致する必要な厚さ４０μｍに設定した。
【００５３】
これにより、絶縁電線１は、２０μｍのエナメル層３０の外側に４０μｍの絶縁テープ層４０を設け、間に接着層５０を介在させ、エナメル線のエナメル層３０の外周面にＰＰＳテープ４１をテープ巻により巻回すテープ巻き工程の前工程に、エナメル線を予熱する予熱工程を設定したことにより、所望の絶縁性能を有する層厚６０μｍの絶縁層２０を有する絶縁電線を構成することができる。
【００５４】
また、２０μｍのエナメル層３０を、５μｍのエナメル膜３０ａを４層重ねて構成し、すなわち焼付炉１５０の通過回数を４回に抑えたことにより、エナメルワニスを塗布・焼付したエナメル層３０と平角導体１０との間の密着力（４０ｇ／ｍｍ）以上を得ることができる。
【００５５】
また、エナメル線に単にＰＰＳテープ４１を巻回しても、巻線加工時にすぐにはがれてしまうという問題が生じるが、ＰＰＳＵ接着材をエナメル層３０の外周面に塗布・焼付し、予熱工程にて接着層５０を加熱して柔らかくし、接着層５０が柔らかいうちにＰＰＳテープ４１を巻回することにより、その密着力は引き剥がし法（ピール強度）で１００ｇ／ｍｍ以上を得ることができる。
【００５６】
このように、絶縁電線１は、エナメル層３０と平角導体１０との密着力を低減することなく、エナメル層３０と絶縁テープ層４０との密着性を高め、均一な絶縁層２０を構成することができる。したがって、絶縁電線としての絶縁性能を確実に、そして容易に、向上することができる。
【００５７】
また、絶縁層２０のうち外側層である絶縁テープ層４０を構成するＰＰＳテープ４１の厚さが最初から決まっているため、全周方向・長手方向における均一な層厚の絶縁層２０を構成することができる。
【００５８】
したがって、例えば、樹脂の塗付・焼付のみ構成する絶縁層や、樹脂を押出・焼付して構成する絶縁層と比較して、均一な絶縁性能の絶縁層２０を有した絶縁電線を構成することができる。また、樹脂の塗付・焼付や、押出・焼付による絶縁層では特に均一な層厚を確保し難いコーナー部分においても、他の面と同じ層厚さの絶縁層２０を構成することができる。
【００５９】
なお、絶縁電線１は、特別な技術を用いなくても均一な絶縁層厚さの絶縁層２０を有する電線を構成できるため、変圧器やモータのステータコイル等をこの絶縁電線１で構成した場合に、絶縁フィルムや保護テープなどの相間紙（絶縁紙）を削減できるといった効果も有している。
【００６０】
また、絶縁テープ層４０を構成するＰＰＳテープ４１を、２５度における引張弾性率が１０００ＭＰａ以上、かつ２５０度における引張弾性率が１０ＭＰａ以上である絶縁テープで構成したことにより、耐摩耗性、耐熱老化特性、耐溶剤性の所望の特性を有する絶縁電線１を構成することができる。
【００６１】
詳しくは、２５度での引張弾性率が１０００ＭＰａ以上であれば、常温で行われる耐摩耗特性が２０００ｇ以上（質量）を達成させることができ、２５０度での引張弾性率が１０ＭＰａ以上であれば、１８０度で行われる熱老化特性が３００ｈを達成することができる。また、前記の二項目を満足させる樹脂であれば、残る必要特性である耐溶剤性も常温および１５０度において良好な結果を達成できる。したがって、絶縁層２０を構成する絶縁テープ層４０としての所望の特性を満足することができる。
【００６２】
なお、断面が略矩形状の平角導体１０を用いたが、例えば、絶縁電線１の別の実施例の断面図による説明図である図３に示すように、断面形状が丸型である丸型導体１０ａや、断面形状が楕円状である楕円導体１０ｂを用いてよい。さらには、銅性の導体のみならず、銅合金、アルミあるいはアルミ合金等の電線用導体を用いてもよい。
【００６３】
また、上記実施例では、エナメル層３０の外周面をＰＰＳＵ接着材による接着層５０を被覆し、ＰＰＳテープ４１を巻き回す前に、予熱工程で接着層５０を加熱したが、ＰＰＳテープの内面に耐熱性の高い接着材を塗布し、テープ巻き回し後に加熱してもよい。
【００６４】
この場合、導体を所定形状に、伸線及び圧延の少なくとも一方を行う伸線工程と、伸線された平角導体１０の外周面をエナメルで被覆し、焼き付けてエナメル層３０を形成するエナメル焼付工程と、平角導体１０の外周面がエナメル層３０で被覆されたエナメル線の外周面に、内面に耐熱性の高い接着材による接着層を有するＰＰＳテープをテープ巻により巻回すテープ巻き工程と、外周面にＰＰＳテープを巻回したエナメル線を、前記接着層が軟化する温度まで加熱する加熱工程と、前記加熱工程で加熱された絶縁電線を巻き取る巻取り工程とで構成する製造方法で製造することができる。
【００６５】
なお、前記伸線工程、前記エナメル焼付工程、前記テープ巻き工程、前記加熱工程、及び前記巻取り工程をこの順でタンデムに行うことができる。この製造方法の場合、上述の製造方法における予熱工程に対応する加熱工程はテープ巻き工程の後に行われればよく、接着層焼付工程を省略することができる。
【００６６】
また、ＰＰＳテープ４１の代用として、溶融材料を配合したガラス・繊維系テープなどを用いてもよく、溶融材料としてエポキシ樹脂系接着材・アクリル樹脂系接着材・フェノール樹脂系接着材などを用いることができる。
さらには、ＰＰＳテープ４１の代用として、テープ状のものでなくとも、ガラス・アラミッド紙、マイカなどを用いてもよい。
【００６７】
また、絶縁電線１自体が、それほど熱履歴を受けない使用目的の場合、接着材の材料として融点の低いものを選び、本実施例の予熱温度より低くしてもよい。これにより、耐熱性の低いテープ材料を用いることができる。
【００６８】
以上、この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の導体は、平角導体１０、丸型導体１０ａ、楕円導体１０ｂに対応し、
以下同様に、
絶縁テープは、ＰＰＳテープ４１に対応し、
エナメル被覆導体は、エナメル線に対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】絶縁電線の断面図による説明図。
【図２】絶縁電線製造装置のブロック図。
【図３】別の実施例の絶縁電線の断面図による説明図。
【符号の説明】
【００７０】
１…絶縁電線
１０…平角導体
１０ａ…丸型導体
１０ｂ…楕円導体
２０…絶縁層
３０…エナメル層
４０…絶縁テープ層
４１…ＰＰＳテープ
５０…接着層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体と、該導体の外周面をエナメルで被覆して焼き付けたエナメル層と、該エナメル層の外周面を巻き回した絶縁テープで被覆する絶縁テープ層とで構成し、
前記エナメル層の厚さを５０μｍ以下、且つ前記エナメル層と前記絶縁テープ層とで構成する絶縁層の厚さを６０μｍ以上に設定するとともに、
エナメル層と絶縁テープ層との間に接着層を介在させた
絶縁電線。
【請求項２】
前記絶縁テープを、
２５度における引張弾性率が１０００ＭＰａ以上、かつ２５０度における引張弾性率が１０ＭＰａ以上である絶縁テープで構成した
請求項１に記載の絶縁電線。
【請求項３】
前記導体を、
断面形状が矩形状である平角導体で構成した
請求項１または２に記載の絶縁電線。
【請求項４】
予め導体の外周面をエナメル層で被覆したエナメル被覆導体の外周面に接着層を塗布・焼付する接着層焼付工程と、
該接着層を塗布・焼付したエナメル被覆導体を予熱する予熱工程と、
該エナメル被覆導体の前記接着層の外周面に絶縁テープをテープ巻により巻回すテープ巻き工程とで構成し、
前記予熱工程を、
前記接着層が軟化する温度まで予熱することを特徴とする
絶縁電線の製造方法。
【請求項５】
導体を所定形状に、伸線及び圧延の少なくとも一方を行う伸線工程と、
伸線された導体の外周面をエナメルで被覆し、焼き付けてエナメル層を形成するエナメル焼付工程と、
前記テープ巻き工程で絶縁被覆された前記絶縁電線を巻き取る巻取り工程とを有し、
前記伸線工程、前記エナメル焼付工程、前記接着層焼付工程、前記予熱工程、前記テープ巻き工程、及び前記巻取り工程をこの順でタンデムに行う
請求項４に記載の絶縁線の製造方法。
【請求項６】
予め導体の外周面をエナメル層で被覆したエナメル被覆導体の外周面に、内面に接着層を有する絶縁テープをテープ巻により巻回すテープ巻き工程と、
外周面に前記絶縁テープを巻回したエナメル被覆導体を、前記接着層が軟化する温度まで加熱する加熱工程とで構成する
絶縁電線の製造方法。
【請求項７】
導体を所定形状に、伸線及び圧延の少なくとも一方を行う伸線工程と、
伸線された導体の外周面をエナメルで被覆し、焼き付けてエナメル層を形成するエナメル焼付工程と、
前記加熱工程で加熱された前記絶縁電線を巻き取る巻取り工程とを有し、
前記伸線工程、前記エナメル焼付工程、前記テープ巻き工程、前記加熱工程、及び前記巻取り工程をこの順でタンデムに行う
請求項６に記載の絶縁線の製造方法。
【請求項１】
導体と、該導体の外周面をエナメルで被覆して焼き付けたエナメル層と、該エナメル層の外周面を巻き回した絶縁テープで被覆する絶縁テープ層とで構成し、
前記エナメル層の厚さを５０μｍ以下、且つ前記エナメル層と前記絶縁テープ層とで構成する絶縁層の厚さを６０μｍ以上に設定するとともに、
エナメル層と絶縁テープ層との間に接着層を介在させた
絶縁電線。
【請求項２】
前記絶縁テープを、
２５度における引張弾性率が１０００ＭＰａ以上、かつ２５０度における引張弾性率が１０ＭＰａ以上である絶縁テープで構成した
請求項１に記載の絶縁電線。
【請求項３】
前記導体を、
断面形状が矩形状である平角導体で構成した
請求項１または２に記載の絶縁電線。
【請求項４】
予め導体の外周面をエナメル層で被覆したエナメル被覆導体の外周面に接着層を塗布・焼付する接着層焼付工程と、
該接着層を塗布・焼付したエナメル被覆導体を予熱する予熱工程と、
該エナメル被覆導体の前記接着層の外周面に絶縁テープをテープ巻により巻回すテープ巻き工程とで構成し、
前記予熱工程を、
前記接着層が軟化する温度まで予熱することを特徴とする
絶縁電線の製造方法。
【請求項５】
導体を所定形状に、伸線及び圧延の少なくとも一方を行う伸線工程と、
伸線された導体の外周面をエナメルで被覆し、焼き付けてエナメル層を形成するエナメル焼付工程と、
前記テープ巻き工程で絶縁被覆された前記絶縁電線を巻き取る巻取り工程とを有し、
前記伸線工程、前記エナメル焼付工程、前記接着層焼付工程、前記予熱工程、前記テープ巻き工程、及び前記巻取り工程をこの順でタンデムに行う
請求項４に記載の絶縁線の製造方法。
【請求項６】
予め導体の外周面をエナメル層で被覆したエナメル被覆導体の外周面に、内面に接着層を有する絶縁テープをテープ巻により巻回すテープ巻き工程と、
外周面に前記絶縁テープを巻回したエナメル被覆導体を、前記接着層が軟化する温度まで加熱する加熱工程とで構成する
絶縁電線の製造方法。
【請求項７】
導体を所定形状に、伸線及び圧延の少なくとも一方を行う伸線工程と、
伸線された導体の外周面をエナメルで被覆し、焼き付けてエナメル層を形成するエナメル焼付工程と、
前記加熱工程で加熱された前記絶縁電線を巻き取る巻取り工程とを有し、
前記伸線工程、前記エナメル焼付工程、前記テープ巻き工程、前記加熱工程、及び前記巻取り工程をこの順でタンデムに行う
請求項６に記載の絶縁線の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−５６０４９（Ｐ２０１０−５６０４９Ａ）
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２２９４６（Ｐ２００８−２２２９４６）
【出願日】平成２０年８月３０日（２００８．８．３０）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月３０日（２００８．８．３０）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]