【手続補正書】
【提出日】平成17年9月16日(2005.9.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】  絶縁電線
【特許請求の範囲】
【請求項１】  導体線材の外表面を絶縁層で被覆した絶縁電線において、
前記絶縁層は、前記導体線材の外表面に耐化学薬品性の熱可塑性材料層を形成し、該熱可塑性材料層の外表面にガラス繊維層を形成し、該ガラス繊維層の外表面に耐化学薬品性の熱可塑性材料層を形成し、これらの熱可塑性材料層を加熱溶融して該ガラス繊維層を固定した絶縁層であることを特徴とする絶縁電線。
【請求項２】  請求項１に記載の絶縁電線において、
前記熱可塑性材料層を構成する熱可塑性材料は、ポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリテトラフロロアルコキシレジン（ＰＦＡ）、フロリネイティドエチレンプロピレンコーポリマー（ＦＥＰ）、エチレンテトラフロロエチレンコーポリマー（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフロロエチレンコーポリマー（ＣＴＦＥ）の単体材料若しくはその組み合わせ材料であることを特徴とする絶縁電線。
【請求項３】  請求項１に記載の絶縁電線において、
前記ガラス繊維の材質は、無アルカリガラスであることを特徴とする絶縁電線。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンモニア等の化学薬品の充満する特殊な雰囲気下で使用される電気機器のコイル、特に４００Ｖ以下の低圧、小型モータに使用されるコイルに用いるのに好適な絶縁電線に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常、小型の汎用モータコイルに使用される絶縁電線はワニス絶縁線、ガラス巻ワニス絶縁線、テープ巻き絶縁線等が挙げられている。ここで使用されるワニスとは、例えばポリエステル樹脂等が一般的でモータの稼働温度が低い場合には耐熱性に劣るが製造性の優れたウレタン樹脂等、また耐熱性が要求される場合は製造性を多少犠牲にしてもポリイミド等の単独又は変性して、導体に塗布できるように希釈等で粘度等を調整したワニスが使用される。
【０００３】
また、ガラス巻きエナメル絶縁電線もガラス繊維を巻いた後にワニス処理でガラス繊維を固定するもので、基本的にはワニス絶縁電線に使用されるワニスと同じものが使用される。更にテープ巻き絶縁電線はアラミド、ポリイミド等のシート材料に接着剤を塗布し、これを導体に巻き易いサイズにテープ状に切断して導体に巻き付け接着剤を加熱、加圧することによって絶縁テープを導体に貼付けるものである。
【０００４】
上記絶縁電線は、汎用モータの用途によって使い分けされているが、大部分の汎用モータには上記絶縁電線のいずれかが使用されている。いずれにしても、上記絶縁電線の全ては汎用モータの使用される通常の環境下において、長年の使用実績もあり実用上の問題は皆無であった。
【０００５】
一方、アンモニアガス等の化学薬品の充満する環境下では上記絶縁ワニス及びシート材は分解又は急激に劣化し、絶縁性は即座に低下することが知られている。これを確認するために、以下のような実験を行った。先ず、上記絶縁電線を用い、ＩＥＥＥ  Ｓｔｄ１１７−１９７４規格に準じた図２に示すようなモデルコイル（モートレット）１０を製作し、該モデルコイル１０を同規格で製作したモートレット治具１１に納めてテストサンプルとした。
【０００６】
上記テストサンプルをアンモニアガスを充填したステンレス製容器に入れ、温度１８０℃程度で２週間放置し、その後ステンレス製容器から上記絶縁材料を取り出し目視により確認した。その結果、ワニスは全て分解して粉末状に、またシート材は残っていたものの触れただけでその形状を維持することができず、とても絶縁性能の期待できる状態ではなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、アンモニアガス等の化学薬品の充満する特殊環境下で使用する電気機器のコイルに用いることができる絶縁電線を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、導体線材の外表面を絶縁層で被覆した絶縁電線において、絶縁層は、導体線材の外表面に耐化学薬品性の熱可塑性材料層を形成し、該熱可塑性材料層の外表面にガラス繊維層を形成し、該ガラス繊維層の外表面に耐化学薬品性の熱可塑性材料層を形成し、これらの熱可塑性材料層を加熱溶融して該ガラス繊維層を固定した絶縁層であることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は請求項１に記載の絶縁電線において、熱可塑性材料層を構成する熱可塑性材料は、ポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリテトラフロロアルコキシレジン（ＰＦＡ）、フロリネイティドエチレンプロピレンコーポリマー（ＦＥＰ）、エチレンテトラフロロエチレンコーポリマー（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフロロエチレンコーポリマー（ＣＴＦＥ）の単体材料若しくはその組み合わせ材料であることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の絶縁電線において、ガラス繊維の材質は、無アルカリガラスであることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る絶縁電線の断面を示す図である。１は直径１．２ｍｍのアルミ線で、該アルミ線
の外周に０．０２ｍｍ厚さのＰＴＦＥテープを突き合わせ巻で１回巻きしてテフロン層２を形成し、次いで該テフロン層２の上からＪＩＳ  Ｒ  ３４１３に記載されている無アルカリガラス糸を１重巻で１回巻きしガラス繊維層３を形成し、更にこの上から０．２ｍｍ厚さＰＴＦＥテープを１／２重ね巻で１回巻きしてテフロン層４を形成する。
【００１２】
その後、温度３８０℃が維持できるトンネル型恒温槽の中を３０分間連続して通過させ、加熱によりテフロン層２及びテフロン層４を溶融してガラス繊維層３を固定し、アルミ線１の外周をガラス繊維層３をテフロン層２とテフロン層４で挟んだサンドイッチ構造の絶縁層で被覆している。
【００１３】
上記のようにして製造した絶縁電線を切断して、絶縁層の断面を確認したところテフロン層２及び４がガラス繊維（ガラス糸）層３を構成するフィラメント形状に添った形状でガラス糸を押えており、ガラス糸を接着固定していることが確認できた。
【００１４】
上記絶縁電線の絶縁性能を確認するため、上記絶縁電線でＩＥＥＥ  Ｓｔｄ１１７−１９７４に準拠した図２に示すモートレット治具１１、モデルコイル１０を作製、乱巻電気機器の絶縁システムの評価手法に準じて電機コイルを評価した。熱的暴露は温度条件Ｃｌａｓｓ  Ｈ、機械的暴露は振動周波数５０Ｈｚ、振幅は両振幅で０．４ｍｍとし、この条件で１時間、加湿は相対湿度９５％雰囲気中で４４時間、これを１サイクルとして各サイクル終了後に耐電圧チェックをしながら、２０サイクル繰返し実施した。この結果、５個の全てのサンプルに絶縁上の異常は認められなかった。
【００１５】
前記評価試験と平行して上記と同じモデルコイルを用い、耐アンモニア性を調査した。調査方法は、このモデルコイルをアンモニアガスを充満させたステンレス容器に入れ、温度が２００℃の時に容器内圧力が１０ｋｇ／ｃｍ2になるように圧力を調整し、これを２００℃の恒温槽に入れて２週間放置後、取り出してＩＥＥＥ  Ｓｔｄ１１７−１９７４に準拠した電圧チェックを実施した。その結果、５個の全てのモデルコイルに絶縁上の異常は認められなかった。
【００１６】
上記のように、本絶縁電線の絶縁層はガラス糸を巻いたガラス繊維層３をテフロン層２とテフロン層４で挟んだサンドイッチ構造の絶縁層であるから、ガラス糸を構成するガラスフィラメントを固定することができた。また、ここで用いたテフロンは化学的にも安定しておりアンモニアガス等腐食性ガス雰囲気中でも絶縁性能に変化は認められなかった。当然のことながらガラス糸も無アルカリを使用しているため絶縁性を損なうようなことはない。
【００１７】
更にテフロンテープのみでは物理的に弱く、特にナイフエッジには極端に弱いが、ここでは絶縁層の内部にガラス糸が保持されているため、万一表面のテフロンがナイフエッジで傷ついてもこの内部のガラス糸で更に傷が内部まで侵入するのを防ぐことができる。このことはこの絶縁電線をモータのコイルとして使用した場合、コイルには稼働時の振動、稼働停止時の温度変化によるコイルの収縮等、個々の絶縁電線に摩擦の応力が働き絶縁層を損傷させることも考慮されるが、本絶縁電線ではこのような絶縁層損傷はない。
【００１８】
絶縁電線の製造を上記例とは異なり、アルミ線にガラス糸を巻いた後、溶融テフロンを押し出しでガラス糸に巻き付けたが、ガラス糸を綿密に巻いた場合は溶融テフロンがアルミ線表面まで充分に達せず、ガラス糸を粗く巻いた場合は溶融テフロンが巻き付けたガラス糸を動かすため、均一ガラス糸の層を形成できないという問題がある。
【００１９】
なお、上記絶縁電線の製造例は本発明に係る絶縁電線の製造方法の一例であり、本発明はこれに限定されるものではなく、導体線材に耐化学薬品性の熱可塑性材料の層を形成する工程、該熱可塑性材料の層の上にガラス糸を巻いてガラス繊維層を形成する工程、該ガラス繊維層の上に耐化学薬品性の熱可塑性材料の層を形成する工程、加熱により熱可塑性材料を溶融する工程を経て、導体線材の外周にガラス繊維層を熱可塑性材料層と熱可塑性材料層で挟んだサンドイッチ構造の絶縁層を形成している絶縁電線は本発明に含まれる。
【００２０】
なお、上記実施形態例では、耐化学薬品性の熱可塑性材料としてポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）、即ちテフロンを用いたが、これに限定されるものではなく、ポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリテトラフロロアルコキシレジン（ＰＦＡ）、フロリネイティドエチレンプロピレンコーポリマー（ＦＥＰ）、エチレンテトラフロロエチレンコーポリマー（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフロロエチレンコーポリマー（ＣＴＦＥ）の単体材料又はその組み合わせ材料を使用できる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、導体線材の外表面に耐化学薬品性の熱可塑性材料層を形成し、該熱可塑性材料層の外表面にガラス繊維層を形成し、該ガラス繊維層の外表面に耐化学薬品性の熱可塑性材料層を形成し、これらの熱可塑性材料層を溶融して該導体線材を絶縁する絶縁層としたので、下記のような優れた効果が得られる。
【００２２】
（１）絶縁層がガラス繊維層を耐腐化学薬品性の熱可塑性材料層と熱可塑性材料層で挟んだサンドイッチ構造であるから、ガラスフィラメントを熱可塑性材料で固定することができ、絶縁性に優れ且つアンモニアガス等の腐食性化学薬品の存在する雰囲気中でも使用に耐えうる絶縁電線が得られる。
【００２３】
（２）熱可塑性材料のみでは物理的に弱く、特にナイフエッジには極端に弱いが、ここでは絶縁層の内部にガラス繊維層が保持されているため、万一表面の熱可塑性材料層がナイフエッジで傷ついてもこの内部のガラス繊維層で、更に傷が内部まで侵入するのを防ぐことができる。従って、本発明の絶縁電線をモータのコイルとして使用した場合、コイルには稼働時の振動、稼働停止時の温度変化によるコイルの収縮等、個々の絶縁電線に摩擦の応力が働いても絶縁層が損傷することはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に係る絶縁電線の断面を示す図である。
【図２】
ＩＥＥＥ  Ｓｔｄ１１７−１９７４規格に準じたモデルコイル（モートレット）及びモートレット治具を示す図である。
【符号の説明】
１            アルミ線
２            テフロン層
３            ガラス繊維層
４            テフロン層