(57)【要約】      （修正有）【課題】低圧環境で使用しても部分放電を生じにくい絶縁電線を提供する。【解決手段】導体１１と、該導体周囲に配された絶縁被膜１４とを有する絶縁電線１において、絶縁皮膜の０．２ａｔｍにおける比誘電率（ε）と、絶縁皮膜の最外層１３の０．２ａｔｍにおける比誘電率（ε０）との関係が下記を満たすようにし、あえて絶縁皮膜の最外層の比誘電率を特定のレベルへと高めることにより、低圧下で使用しても部分放電を生じにくくする。ε≦３．０かつε０／ε≧１．２【選択図】図１
2020191271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体と、該導体周囲に配された絶縁被膜とを有する絶縁電線であって、
前記絶縁皮膜の比誘電率（ε）と、前記絶縁皮膜を構成する絶縁層のうち最外層の比誘電率（ε０）との関係が、０．２ａｔｍにおいて下記を満たす、絶縁電線。
ε≦３．０    かつ    ε０／ε≧１．２
【請求項２】
前記絶縁皮膜を構成する絶縁層のうち少なくとも１層が気泡を含む層である、請求項１に記載の絶縁電線。
【請求項３】
前記の気泡を含む層の空隙率が５〜７０体積％である、請求項２に記載の絶縁電線。
【請求項４】
前記の気泡を含む層が熱硬化性樹脂を焼き付けてなるエナメル層である、請求項２又は３に記載の絶縁電線。
【請求項５】
前記の絶縁皮膜の最外層が無機微粒子を含有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の絶縁電線。
【請求項６】
前記無機微粒子が二酸化チタンを含む、請求項５に記載の絶縁電線。
【請求項７】
前記の絶縁皮膜の厚さ（Ｔ）と、前記の絶縁皮膜の最外層の厚さ（Ｔ０）との関係が下記を満たす、請求項１〜６のいずれか１項に記載の絶縁電線。
０＜Ｔ０／Ｔ≦０．１    かつ    Ｔ≧３０μｍ
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の絶縁電線を用いたコイル。
【請求項９】
請求項８に記載のコイルを有する電気・電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁電線、コイル、及び電気・電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
インバーター関連機器（高速スイッチング素子、インバーターモーター、変圧器等の電気・電子機器用コイルなど）には、マグネットワイヤとして、導体の周囲に絶縁性樹脂を含む絶縁皮膜を設けた絶縁電線が用いられている。
ハイブリッドカーや電気自動車の普及に伴い、モーター効率の向上が求められ、高電圧におけるモーターの作動やインバーター制御が求められている。このような高電圧下で絶縁電線を使用すると、絶縁皮膜表面に部分放電（コロナ放電）が生じやすく、絶縁皮膜の劣化を誘発する。この部分放電を抑えるために、絶縁皮膜を一定程度厚く形成したり、絶縁皮膜を発泡層として比誘電率を低減したりすることが知られている（例えば特許文献１）。また、二酸化チタン等の耐部分放電性物質を配合した絶縁層を設けて、部分放電による劣化を抑えることも知られている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１３／１３３３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、航空機等の電動化の流れが進み、電気・電子機器用コイルを高地（低気圧環境下）で使用する機会が増えている。本発明者らが検討したところ、航空機の飛行環境のような低気圧環境下では、コイルを構成する絶縁電線に部分放電が発生しやすくなり、電線の絶縁破壊が生じやすいことがわかってきた。すなわち、電気・電子機器用コイルを航空機等に搭載する場合には、平地使用の場合に比べて使用電圧等に制約が生じる。
そこで本発明は、低圧環境で使用しても部分放電を生じにくい絶縁電線、この絶縁電線を用いたコイル、及びこのコイルを用いた電気・電子機器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは上記課題に鑑み鋭意検討を重ねた結果、絶縁電線において、絶縁皮膜全体の比誘電率を特定のレベルへと抑えながら、当該比誘電率に対する、絶縁皮膜の最外層の比誘電率の比の値を特定値以上へと高めることにより、上記課題を解決できることを見出した。すなわち、絶縁皮膜の比誘電率をできる限り低減して絶縁電線の部分放電を極力抑える方向で絶縁電線の開発が進められているなかで、本発明者らは、あえて絶縁皮膜の最外層の比誘電率を特定のレベルへと高めることにより上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００６】
すなわち、本発明の上記課題は下記の手段により解決された。
〔１〕
導体と、該導体周囲に配された絶縁被膜とを有する絶縁電線であって、
前記絶縁皮膜の比誘電率（ε）と、前記絶縁皮膜を構成する絶縁層のうち最外層の比誘電率（ε０）との関係が、０．２ａｔｍにおいて下記を満たす、絶縁電線。
ε≦３．０    かつ    ε０／ε≧１．２
〔２〕
前記絶縁皮膜を構成する絶縁層のうち少なくとも１層が気泡を含む層である、〔１〕に記載の絶縁電線。
〔３〕
前記の気泡を含む層の空隙率が５〜７０体積％である、〔２〕に記載の絶縁電線。
〔４〕
前記の気泡を含む層が熱硬化性樹脂を焼き付けてなるエナメル層である、〔２〕又は〔３〕に記載の絶縁電線。
〔５〕
前記の絶縁皮膜の最外層が無機微粒子を含有する、〔１〕〜〔４〕のいずれかに記載の絶縁電線。
〔６〕
前記無機微粒子が二酸化チタンを含む、〔５〕に記載の絶縁電線。
〔７〕
前記の絶縁皮膜の厚さ（Ｔ）と、前記の絶縁皮膜の最外層の厚さ（Ｔ０）との関係が下記を満たす、〔１〕〜〔６〕のいずれかに記載の絶縁電線。
０＜Ｔ０／Ｔ≦０．１    かつ    Ｔ≧３０μｍ
〔８〕
〔１〕〜〔７〕のいずれかに記載の絶縁電線を用いたコイル。
〔９〕
〔８〕に記載のコイルを有する電気・電子機器。
【０００７】
本発明において、「〜」を用いて表される数値範囲は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の絶縁電線、コイル及び電気・電子機器は、低圧環境で使用しても絶縁電線の部分放電を生じにくい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の絶縁電線の一実施形態を示す概略断面図である。
【図２】図２は、本発明の電気・電子機器に用いられるステータの好ましい形態を示す概略斜視図である。
【図３】図３は、本発明の電気・電子機器に用いられるステータの好ましい形態を示す概略分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［絶縁電線］
本発明の絶縁電線の好ましい実施形態について説明する。
図１に本発明の絶縁電線の好ましい一形態を示す。本発明の絶縁電線１は、導体１１の周囲に、絶縁皮膜１４を有する。この絶縁皮膜１４は２層以上の絶縁層からなる複層構造であり、図１では、絶縁層１２と絶縁層１３（最外層）からなる２層の絶縁層で構成された絶縁皮膜を示している。絶縁皮膜１４は、３層以上の構成とすることも好ましい。以降の説明において、単に「絶縁皮膜１４」という場合、図１に示す２層構造に限定されず、２層以上の絶縁層からなる絶縁皮膜をすべて包含する意味である。
【００１１】
絶縁皮膜１４の厚さは１０〜３００μｍが好ましく、２０〜２００μｍがより好ましく、３０〜２００μｍがさらに好ましく、３５〜２００μｍがさらに好ましく、４０〜１８０μｍが特に好ましい。
【００１２】
＜導体＞
本発明に用いる導体としては、従来から絶縁電線の導体として用いられているものを広く使用することができる。例えば、銅線、アルミニウム線等の金属導体が挙げられる。
【００１３】
図１は、導体を断面矩形（平角形状）の形状として示しているが、導体の断面形状に特に制限はなく、正方形や円形、楕円形等の所望の形状とすることができる。
平角形状の導体は、角部からの部分放電を抑制する点において、４隅に面取り（曲率半径ｒ）を設けた形状であることが好ましい。曲率半径ｒは、０．６ｍｍ以下が好ましく、０．２〜０．４ｍｍがより好ましい。
導体の大きさは特に限定されない。一例を挙げると、平角導体の場合、矩形の断面形状において、幅（長辺）は１．０〜５．０ｍｍが好ましく、１．４〜４．０ｍｍがより好ましい。厚み（短辺）は０．４〜３．０ｍｍが好ましく、０．５〜２．５ｍｍがより好ましい。幅（長辺）と厚み（短辺）の長さの割合（厚み：幅）は、１：１〜１：４が好ましい。断面形状が円形の導体の場合、直径は０．３〜３．０ｍｍが好ましく、０．４〜２．７ｍｍがより好ましい。
【００１４】
＜絶縁皮膜＞
絶縁皮膜１４は上述の通り、２層以上の複層構造である。本発明において、絶縁皮膜１４を構成する、互いに隣り合う絶縁層の構成材料が異なる場合、当該隣り合う２つの絶縁層は互いに異なる層（すなわち、互いに隣り合う２層は２層構造）である。
また、互いに隣り合う絶縁層が構成材料として同じ材料を用いていても、一方の層に気泡を含有させたり、両層に気泡を含有させながらも互いの気泡含有量、気泡径等を異なるものとしたり、あるいは微粒子を添加したりして、互いに異なる層が形成されていると評価できる形態も、互いに隣り合う２層は２層構造である。なお、絶縁皮膜の最外層として気泡層を形成した場合でも、当該気泡層の最表面に、気泡を有しない、いわゆるスキン層を有する形態では、当該スキン層は当該気泡層とは異なる別の層としてみる（すなわち、気泡層とその表面のスキン層とを合わせて２層構造であり、スキン層が最外層となる。）。
他方、互いに隣り合う絶縁層の構成材料が同じで、各層の層内構造（気泡の状態、微粒子の状態等）も同じ場合、各層を別々に形成していたとしても、互いに隣り合う２つの絶縁層を合わせて１層の絶縁層としてみる。
絶縁皮膜１４は、好ましくは２〜５層構造であり、より好ましくは２〜４層構造であり、２層又は３層構造とすることがさらに好ましい。
【００１５】
絶縁皮膜１４は、その全体の０．２ａｔｍ（１ａｔｍは１０１３２５Ｐａ）における比誘電率（ε）と、絶縁皮膜の最外層の０．２ａｔｍにおける比誘電率（ε０）との関係が下記を満たす。
ε≦３．０    かつ    ε０／ε≧１．２
比誘電率は、後述する実施例に記載に方法により決定することができる。また、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）に搭載したエネルギー損失分光法（ＥＥＬＳ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｌｏｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）等を用いて決定することもできる。ＥＥＬＳでは局所的な誘電率の評価が可能である。
比誘電率の測定における温度条件は１５０℃である。
【００１６】
ε≦３を満たしながら、ε０／ε≧１．２として絶縁皮膜の最外層の比誘電率を高めることにより、低気圧環境下における部分放電を、効果的に、十分に抑制することができる。すなわち、航空機等への適用に適した絶縁電線とすることができる。この理由は定かではないが、空気密度（酸素濃度）の低い低気圧環境では環境中の電荷よりも皮膜表面から放出される初期電子が部分放電の引金となりやすいこと、このような環境下、絶縁皮膜の比誘電率を最外層という限られた領域において高めることにより、絶縁皮膜全体としては比誘電率を低く抑えながら、最外層の電界を小さくして当該最外層からの初期電子の発生を効果的に抑制できることなどが一因と考えられる。
【００１７】
上記の絶縁皮膜全体の０．２ａｔｍ下における比誘電率（ε）は、２．８以下が好ましく、２．７以下がより好ましく、２．６以下がさらに好ましく、２．５以下がさらに好ましく、２．４以下がさらに好ましく、２．３以下がさらに好ましく、２．２以下が特に好ましい。また、比誘電率（ε）の下限に特に制限はなく、通常は１．０以上であり、１．４以上とするのが実際的である。
【００１８】
絶縁皮膜の比誘電率（ε）は、平板の導体上に平行平板状にｎ層積層された絶縁皮膜においては、絶縁皮膜を構成する各層の比誘電率を導体側から順にε１、ε２、・・・εｎとし、絶縁皮膜を構成する各層の膜厚を導体側から順にｔ１、ｔ２・・・ｔｎとして、下記式（１）により算出される値とする。
式（１）：
ε＝（ｔ１＋ｔ２＋・・＋ｔｎ）／［（ｔ１／ε１）＋（ｔ２／ε２）＋・・・＋（ｔｎ／εｎ）］
また、絶縁皮膜の比誘電率（ε）は、円筒状の導体を中心にその外周に同軸円筒状にｎ層積層された絶縁皮膜においては、絶縁皮膜を構成する各層の比誘電率を導体側から順にε１、ε２、・・・εｎ）とし、導体外径をＲ０、絶縁皮膜を構成する各層の外径を導体側から順にＲ１、Ｒ２・・・Ｒｎとして、下記式（２）により算出される。
式（２）：
ε＝ｌｏｇ（Ｒｎ／Ｒ０）／［（ｌｏｇ（Ｒ１／Ｒ０）／ε１）＋（ｌｏｇ（Ｒ２／Ｒ１）／ε２）＋・・・＋（ｌｏｇ（Ｒｎ／Ｒ（ｎ−１）／εｎ））
例えば、平行平板状に積層された絶縁皮膜が２層構造であり、内層（導体側）の比誘電率が２．０で厚さが４０μｍ、外層（最外層）の比誘電率が４．０で厚さが２０μｍの場合、
比誘電率（ε）＝（４０＋２０）／［（４０／２．０）＋（２０／４．０）］＝２．４
となる。
【００１９】
上記の絶縁皮膜最外層の０．２ａｔｍにおける比誘電率（ε０）は、２．８以上が好ましく、３．０以上がより好ましく、３．２以上とすることも好ましい。また、比誘電率（ε０）は６．０以下が好ましく、５．０以下とすることも好ましく、４．８以下とすることも好ましい。
【００２０】
上記「ε０／ε」は、１．３以上が好ましく、１．４以上がより好ましく、１．５以上がさらに好ましく、１．６以上とすることも好ましい。
【００２１】
絶縁皮膜１４を構成する複数の絶縁層のうち、少なくとも１層は気泡を含む層（気泡層）であることが好ましい。この気泡層を構成する気泡の平均気泡径は、気泡層の厚さにもよるが、１０μｍ以下とすることが好ましい。気泡層を構成する気泡の平均気泡径は７μｍ以下が好ましく、５μｍ以下とすることも好ましい。気泡層を構成する気泡の平均気泡径は、通常は０．１μｍ以上である。
平均気泡径は、絶縁層の厚み方向断面の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）像において、無作為に２０個の気泡について、画像寸法計測ソフト（ｉｎｏｔｅｃｈ製Ｐｉｘｓ２０００＿Ｐｒｏ）を用いて、径測定モードにて平均の気泡径を算出することにより決定することができる。
上記気泡層は、空隙率（気泡層に占める気泡部分の体積の割合）が５〜７０体積％が好ましく、１０〜６０体積％がより好ましく、２０〜５０体積％がさらに好ましい。
このような気泡層は、例えば、熱硬化性樹脂を焼き付けてエナメル層を形成する際に、目的の気泡を生じさせることにより形成することができる。例えば、ワニスの主たる溶剤成分である有機溶剤と、気泡核剤ないし発泡剤としての少なくとも１種の高沸点溶剤とを混合した絶縁ワニスを、導体周囲に塗布し、焼き付けることにより、気泡層を形成することができる。気泡層の形成方法それ自体は本発明の技術分野において公知であり、例えば、国際公開第２０１３／１３３３３４号を参照することができる。
【００２２】
本発明の絶縁電線を構成する絶縁皮膜１４は、最外層以外の層として気泡層を有することが好ましい。この場合、最外層は上述したスキン層ではないことが好ましい（例えば、当該気泡層の外周に絶縁塗料を塗布し、焼付けて、当該気泡層の外周に別の絶縁層を形成した形態であることが好ましい。）。この密着層は、例えば、気泡層と同じ構成材料を用いて発泡させずに形成した絶縁層とすることができる。
本発明の絶縁電線は、絶縁皮膜１４を３層以上の絶縁層からなる構造として、最内層（導体に接する層）以外で、かつ最外層以外の層の少なくとも１層を気泡層とすることが好ましい。この場合、絶縁皮膜は３〜５層の絶縁層からなることが好ましく、３層又は４層の絶縁層からなる形態とすることも好ましい。
【００２３】
本発明の絶縁電線は、絶縁皮膜１４の最外層が無機微粒子を含有することも好ましい。この無機微粒子は耐部分放電性物質として作用し、絶縁電線の課電寿命特性の向上に寄与し得る。上記無機微粒子は一次粒子径が１μｍ以下（好ましくは一次粒子径１ｎｍ以上５００ｎｍ以下）の無機微粒子であることが好ましい。無機微粒子の一次粒子径は、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）像において、無作為に選んだ２０個の一次粒子について、画像寸法計測ソフト（ｉｎｏｔｅｃｈ製Ｐｉｘｓ２０００＿Ｐｒｏ）を用いて、径測定モードにて平均の粒子径を算出することにより決定することができる。
【００２４】
上記無機微粒子の具体例として、例えば、シリカ（ＳｉＯ２）、二酸化チタン、アルミナ、チタン酸バリウム、酸化亜鉛、及び窒化ガリウムを挙げることができる。なかでもシリカ及び／又は二酸化チタンが好ましく、二酸化チタンがより好ましい。
絶縁皮膜の最外層に上記無機微粒子を含有させる場合、最外層中の無機微粒子の含有量は、最外層中の無機微粒子以外の成分（典型的には絶縁性樹脂成分）１００質量部に対し、５〜４０質量部が好ましく、１０〜３０質量部がより好ましい。
【００２５】
絶縁皮膜１４は、その全体の厚さ（Ｔ）と、絶縁皮膜の最外層の厚さ（Ｔ０）との関係が下記を満たすことが好ましい。ＴとＴ０の単位はいずれも「μｍ」である。
０＜Ｔ０／Ｔ≦０．１    かつ    Ｔ≧３０μｍ
ＴとＴ０が上記関係を満たすことにより、絶縁層全体として比誘電率をより抑えながら皮膜表面からの初期電子の放出も抑えて、部分放電の発生をより効果的に抑えることができる。
【００２６】
絶縁皮膜１４の厚さ（Ｔ）は、３５μｍ以上としてもよく、４０μｍ以上としてもよい。また、厚さ（Ｔ）は３００μｍ以下が好ましく、２００μｍ以下がより好ましく、１８０μｍ以下がさらに好ましく、１６０μｍ以下とすることも好ましい。
また、絶縁皮膜１４の最外層の厚さ（Ｔ０）は、０．１μｍ以上が好ましく、０．３μｍ以上とすることも好ましく、１μｍ以上とすることも好ましく、２μｍ以上とすることも好ましく、３μｍ以上とすることも好ましい。また、厚さ（Ｔ０）は３０μｍ以下が好ましく、２０μｍ以下がより好ましく、１５μｍ以下がさらに好ましい。
【００２７】
上記「Ｔ０／Ｔ」は、０．０３以上が好ましく、０．０４以上がより好ましく、０．０５以上とすることも好ましい。
【００２８】
絶縁皮膜１４を構成する各絶縁層の構成材料としては、この種の絶縁層の構成材料として一般的に用いられているものを広く適用することができる。例えば、ポリアリールエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、芳香族ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン、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、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、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、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニルスルホン、ポリイミド、ポリアミドイミド、熱可塑性ポリイミド、及びポリケトンの少なくとも１種を含む樹脂材料を、絶縁層の構成材料とすることができる。なかでもポリイミド及びポリアミドイミドの少なくとも１種を含む樹脂材料を、絶縁層の構成材料とすることが好ましく、ポリイミド又はポリアミドイミドを含む樹脂材料により絶縁層を構成することがさらに好ましい。
また、本発明の効果を損なわない範囲で、上記の絶縁層の構成材料には、気泡化核剤、酸化防止剤、帯電防止剤、紫外線防止剤、光安定剤、蛍光増白剤、顔料、染料、相溶化剤、滑剤、強化剤、難燃剤、架橋剤、架橋助剤、可塑剤、増粘剤、減粘剤、エラストマー等の各種添加剤を配合してもよい。
【００２９】
［絶縁電線の作製］
本発明の絶縁電線は、例えば、絶縁層の構成材料（絶縁性樹脂）とこれを溶解する有機溶媒とを含有するワニスを導体の周囲に塗布し、焼付けて絶縁層を形成することを繰り返して得ることができる。この焼付けによりワニス中の溶媒は揮発して除去される。上記有機溶媒として、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）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）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、クレゾール、フェノール、ハロゲン化フェノール等のフェノール系溶媒、スルホラン等のスルホン系溶媒、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）等が挙げられる。
また、本発明の絶縁電線は、熱可塑性の構成材料（押出樹脂）を、導体周囲あるいは導体周囲に形成した絶縁層の周囲に押出成形することによって得ることもできる。
また、上述のように、ワニス中や押出樹脂に気泡核剤や発泡剤を配合すれば、所望の発泡層を形成することができる。
【００３０】
［コイル及び電気・電子機器］
本発明の絶縁電線は、コイルとして、各種電気・電子機器など、電気特性（耐電圧性）や耐熱性を必要とする分野に利用可能である。例えば、本発明の絶縁電線はモーターやトランス等に用いられ、高性能の電気・電子機器を構成できる。特にハイブリッド自動車（ＨＶ）や電気自動車（ＥＶ）の駆動モーター用の巻線として好適に用いられる。このように、本発明によれば、本発明の絶縁電線をコイルとして用いた、電気・電子機器、例えばＨＶ及びＥＶの駆動モーターを提供できる。
【００３１】
本発明のコイルは、各種電気・電子機器に適した形態を有していればよく、本発明の絶縁電線をコイル加工して形成したもの、本発明の絶縁電線を曲げ加工した後に所定の部分を電気的に接続してなるもの等が挙げられる。
本発明の絶縁電線をコイル加工して形成したコイルとしては、特に限定されず、長尺の絶縁電線を螺旋状に巻き回したものが挙げられる。このようなコイルにおいて、絶縁電線の巻線数等は特に限定されない。通常、絶縁電線を巻き回す際には鉄芯等が用いられる。
【００３２】
本発明の絶縁電線を曲げ加工した後に所定の部分を電気的に接続してなるものとして、回転電機等のステータに用いられるコイルが挙げられる。このようなコイルは、例えば、図３に示されるように、本発明の絶縁電線を所定の長さに切断してＵ字形状等に曲げ加工して複数の電線セグメント３４を作製し、各電線セグメント３４のＵ字形状等の２つの開放端部（末端）３４ａを互い違いに接続して、作製されたコイル３３（図２参照）が挙げられる。
【００３３】
このコイルを用いてなる電気・電子機器としては、特に限定されない。このような電気・電子機器の好ましい一態様として、トランスが挙げられる。また、例えば、図２に示されるステータ３０を備えた回転電機（特にＨＶ及びＥＶの駆動モーター）が挙げられる。この回転電機は、ステータ３０を備えていること以外は、従来の回転電機と同様の構成とすることができる。
ステータ３０は、電線セグメント３４が本発明の絶縁電線で形成されていること以外は従来のステータと同様の構成とすることができる。すなわち、ステータ３０は、ステータコア３１と、例えば図２に示されるように本発明の絶縁電線からなる電線セグメント３４がステータコア３１のスロット３２に組み込まれ、開放端部３４ａが電気的に接続されてなるコイル３３とを有している。このコイル３３は、隣接する融着層同士、あるいは融着層とスロット３２とが固着されて固定化された状態となっている。ここで、電線セグメント３４は、スロット３２に１本で組み込まれてもよいが、好ましくは図３に示されるように２本１組として組み込まれる。このステータ３０は、上記のように曲げ加工した電線セグメント３４を、その２つの末端である開放端部３４ａを互い違いに接続してなるコイル３３が、ステータコア３１のスロット３２に収納されている。このとき、電線セグメント３４の開放端部３４ａを接続してからスロット３２に収納してもよく、また、絶縁セグメント３４をスロット３２に収納した後に、電線セグメント３４の開放端部３４ａを折り曲げ加工して接続してもよい。
【００３４】
本発明を実施例に基づいて、さらに詳細に説明するが、本発明がこれらの形態に限定されるものではない。
【実施例】
【００３５】
［製造例１］  絶縁電線の製造
＜導体１１＞
導体１１として、断面円形（断面の外径１ｍｍ）の銅線を用いた。
【００３６】
＜絶縁塗料−Ｉ＞
ポリイミド（ＰＩ）樹脂ワニス（商品名：Ｕイミド、ユニチカ社製）を絶縁塗料−Ｉとした。このＰＩ樹脂ワニスは、ポリイミド前駆体であるポリアミック酸が溶媒中に溶解してなるワニスであり、後述の塗布・焼付けによりＰＩ樹脂層が形成される。
【００３７】
＜絶縁塗料−II＞
ポリアミドイミド（ＰＡＩ）樹脂ワニス（商品名：ＨＩ−４０６、日立化成社製）を絶縁塗料−IIとした。
【００３８】
＜絶縁電線＞
乾燥後の膜厚が３μｍになるようにダイスを設定し、上記導体の外周面に絶縁塗料−Ｉを塗布して塗布膜を形成した。
およそ１０ｍの熱風循環式の竪型炉を用いて、５２０℃にて通過時間を１０〜２０秒として焼付けを行った。この塗布・焼付けを１５回繰り返し、絶縁皮膜の厚さが４５μｍの絶縁層−Ｉを形成した。
次いで、乾燥後の膜厚が２．５μｍになるようにダイスを設定し、絶縁層−Ｉの外周面に絶縁塗料−IIを塗布して塗布膜を形成した。
およそ１０ｍの熱風循環式の竪型炉を用いて、５２０℃にて通過時間を１０〜２０秒として焼付けを行った。この塗布・焼付けを２回繰り返し、絶縁皮膜の厚さが５μｍの絶縁層−II（最外層）を形成した。
こうして、導体周囲に絶縁層−Ｉと絶縁層−IIの２層構造の絶縁皮膜を有する実施例１の絶縁電線を得た。
【００３９】
［製造例２〜６、比較製造例１〜３］  絶縁電線の製造
絶縁皮膜を構成する各絶縁層の構成材料、厚さを下表の通りに変更したこと以外は、製造例１と同様にして、それぞれ実施例２〜６、比較例１〜３の各絶縁電線を得た。
下表中、絶縁層１は導体に接する層であり、絶縁層２は絶縁層１の外周に設けられ、かつ最外層よりも導体側の層であり、絶縁層３は最外層である。
下表中、「ＰＩ」層は、上記絶縁塗料−Ｉを用いて形成した絶縁層であり、「ＰＡＩ」層は、上記絶縁塗料−ＩＩを用いて形成した絶縁層である。
下表中、「気泡ＰＩ」層は、絶縁塗料−Ｉ中に、溶剤としてＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドとテトラエチレングリコールジメチルエーテルを添加し、上記と同様にして塗布、焼付けを行うことにより形成した。この「気泡ＰＩ」層中に形成された気泡の平均気泡径は１〜３μｍの間にあり、「気泡ＰＩ」層中の空隙率はいずれも２０〜５０体積％の間にあった。
下表中、「ＰＩ＋ＳｉＯ２」層は、絶縁塗料−Ｉにおいて、ポリアミック酸とシリカ（ＳｉＯ２、一次粒子径１５ｎｍ）の各配合量が質量比でポリアミック酸：ＳｉＯ２＝１００：２０となるようにシリカを配合し、これを塗布、焼付けして形成した。また、「ＰＩ＋ＴｉＯ２」層もまた、絶縁塗料−Ｉにおいて、ポリアミック酸と二酸化チタン（ＴｉＯ２、一次粒子径１５ｎｍ）の各配合量が質量比でポリアミック酸：ＴｉＯ２＝１００：３０となるように二酸化チタンを配合し、これを塗布、焼付けして形成した。
【００４０】
［比誘電率］
絶縁皮膜を構成する各絶縁層の比誘電率は、導体１１の周囲に絶縁皮膜として、各絶縁層に対応する絶縁層を１層だけ有する絶縁電線（絶縁皮膜が１層構造）を作製し、それらの静電容量を測定し、静電容量と絶縁被膜の厚さから得られた比誘電率を各絶縁層の比誘電率とした。静電容量の測定には、ＬＣＲハイテスタ（日置電機社製、型式ＩＭ  ３５３６）を用いた。測定条件としては、測定温度を１５０℃、測定気圧を０．２ａｔｍとし、測定周波数を１ｋＨｚとした。
比誘電率は下記式によって算出した。
比誘電率εｒ＊＝Ｃｐ・Ｌｏｇ（ｂ／ａ）／（２πε０）
上記式において、εｒ＊は絶縁層の比誘電率、Ｃｐは単位長さ当りの静電容量［ｐＦ／ｍ］、ａは導体の外径（ｍｍ）、ｂは絶縁電線の外径（ｍｍ）、ε０は真空の誘電率（８．８５４×１０−１２［Ｆ／ｍ］)である。
得られた各絶縁層の比誘電率から、上述した式（２）により、絶縁皮膜全体の比誘電率を決定した。
【００４１】
［部分放電開始電圧（ＰＤＩＶ）］
２本の絶縁電線をツイスト状に撚り合わせた試験片を作製し、各々の導体間に正弦波５０Ｈｚの交流電圧を印加して、連続的に昇圧させながら放電電荷量が１０ｐＣのときの電圧（実効値）を測定し、下記評価基準に当てはめ評価した。測定温度は常温（２０℃）とし、１ａｔｍと０．２ａｔｍの異なる気圧下で測定した。部分放電開始電圧の測定には部分放電試験機（菊水電子工業製、ＫＰＤ２０５０）を用いた。
−部分放電開始電圧の評価基準−
＜１ａｔｍにおける部分放電開始電圧＞
◎＋：１５００Ｖｒｍｓ以上
◎：１０００Ｖｒｍｓ以上１５００Ｖｒｍｓ未満
○：５００Ｖｒｍｓ以上１０００Ｖｒｍｓ未満
×：５００Ｖｒｍｓ未満
＜０．２ａｔｍにおける部分放電開始電圧（部分放電開始電圧維持率（％）＞
◎：７０％≦１００×（０．２ａｔｍにおける部分放電開始電圧）／（１ａｔｍにおける部分放電開始電圧）
○：６５％≦１００×（０．２ａｔｍにおける部分放電開始電圧）／（１ａｔｍにおける部分放電開始電圧）＜７０％
×：１００×（０．２ａｔｍにおける部分放電開始電圧）／（１ａｔｍにおける部分放電開始電圧）＜６５％未満
【００４２】
［課電寿命］
２本の電線を撚り合わせ、各々の導体間に、０．２ａｔｍ下における部分放電開始電圧の１．５倍の大きさの交流電圧（正弦波１０ｋＨｚ）を印加して、絶縁破壊するまでの時間を測定し、下記評価基準に当てはめ評価した。測定温度は常温（２０℃）とし、０．２ａｔｍの低気圧下で測定した。絶縁破壊するまでの時間が１００分以上を合格とした。
−課電寿命の評価基準−
◎：１０００分以上
○：１００分以上１０００分未満
×：１００分未満
【００４３】
結果を下表に示す。
【００４４】
【表１】
2020191271.tif 000003
【００４５】
上記表において、εは絶縁皮膜全体の０．２ａｔｍにおける比誘電率、ε０は絶縁皮膜の最外層の０．２ａｔｍにおける比誘電率である（表中のε０は請求項で規定するε０であり、上述した比誘電率算出式におけるε０（真空の誘電率）とは異なる意味である）。
上記表に示されるように、絶縁皮膜を単層に形成した場合には、特に低気圧下において部分放電開始電圧が低下し、絶縁破壊も生じやすかった（比較例１、２）。また、絶縁皮膜を複層構造として、絶縁皮膜全体の比誘電率を抑えながら最外層の比誘電率を相対的に高めた場合でも、ε０／ε≧１．２を満たさないと低気圧下における部分放電開始電圧を十分に高めることができなかった（比較例３）。
これに対し、絶縁皮膜が本発明の規定を満たす絶縁電線はいずれも、低気圧環境においても部分放電開始電圧が効果的に高められ、また、絶縁破壊も生じにくかった（実施例１〜6）。
【符号の説明】
【００４６】
１  絶縁電線
１１  導体
１２  絶縁層（内層）
１３  絶縁層（最外層）
１４  絶縁皮膜
３０  ステータ
３１  ステータコア
３２  スロット
３３  コイル
３４  電線セグメント
３４ａ  開放端部
【図１】
2020191271.tif 000004
【図２】
2020191271.tif 000005
【図３】
2020191271.tif 000006