(57)【要約】【課題】耐コロナ性に優れ、且つ耐熱衝撃性、絶縁性、および可とう性についても良好な絶縁電線を提供する。【解決手段】導体上に少なくとも１層の絶縁層が形成された絶縁電線であって、該絶縁層の少なくとも１層が無機化合物粒子を含有し、ベース樹脂がポリアミドイミドである絶縁層であり、該ポリアミドイミドのＪＩＳ  Ｋ  ７１２７による引張破壊伸び率が５０％以上である絶縁電線。【選択図】図１
2008251295.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体上に少なくとも２層の絶縁層が形成された絶縁電線であって、該絶縁層の少なくとも１層が無機化合物粒子を含有し、ベース樹脂がポリアミドイミドである絶縁層であり、該ポリアミドイミドのＪＩＳ  Ｋ  ７１２７による引張破壊伸び率が５０％以上であって、該絶縁層の厚さが絶縁層全体の厚さの３５〜７０％であることを特徴とする絶縁電線。
【請求項２】
導体上に少なくとも２層の絶縁層が形成された絶縁電線であって、導体に接する絶縁層の無機化合物粒子の濃度が、該導体と接しない絶縁層に含有された無機化合物粒子の濃度より低く、かつ該導体と接しない絶縁層を構成するベース樹脂がポリアミドイミドであり、該ポリアミドイミドのＪＩＳ  Ｋ  ７１２７による引張破壊伸び率が５０％以上であって、該絶縁層の厚さが絶縁層全体の厚さの３５〜７０％であることを特徴とする絶縁電線。
【請求項３】
導体上に少なくとも３層の絶縁層が形成された絶縁電線であって、導体に接する絶縁層および最外層以外の層の少なくとも１層が無機化合物粒子を含有し、ベース樹脂がポリアミドイミドである絶縁層であり、該ポリアミドイミドのＪＩＳ  Ｋ  ７１２７による引張破壊伸び率が５０％以上であって、該絶縁層の厚さが絶縁層全体の厚さの３５〜７０％であることを特徴とする絶縁電線。
【請求項４】
前記導体に接する絶縁層に含有される無機化合物粒子の濃度が、前記導体に接する絶縁層および最外層以外の層に含有される無機化合物粒子の濃度より低いことを特徴とする請求項３記載の絶縁電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁電線に関し、特に耐インバータサージ特性に優れた絶縁電線。
【背景技術】
【０００２】
近年、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。インバータ制御の場合、インバータから発生する高いサージ電圧よるコロナ放電によって絶縁層の劣化を促進してしまうという問題があった。
【０００３】
そこで、従来においては、絶縁物のコロナ放電に対する抵抗性、すなわち耐コロナ性を高めて絶縁破壊に至るまでの寿命時間を延ばす手段として、耐コロナ放電劣化性のある絶縁層を設けることが行われてきた。一般に、無機物粒子を配合した樹脂組成物で絶縁層を構成することなどが行われている等の粒子を含有させることが提案されている。
【０００４】
しかしながら、絶縁電線としては、耐コロナ性に加え、可とう性などの各種機械特性についても良好であることが要求される。しかし、従来の、絶縁皮膜中に既述の種々の粒子を配合することによっては、耐コロナ性は改善されるが、これら粒子によって絶縁皮膜が脆化すると共に皮膜表面もざらつくため、巻線加工の際に引っ掛かりを生じたり、走線時の抵抗が大きくなり、絶縁皮膜の削りや損傷、断線が発生したりし易く、且つ絶縁皮膜ひいては電線の可撓性が低下することから、巻き付けや曲げを伴う各種加工において絶縁皮膜のひび割れや亀裂を生じ易くなり、また電線の外観も悪化するという問題があった。
【０００５】
また近年では上記絶縁電線使用モータにおいて、小型、軽量で性能の良いモータが要求され、それに対応すべく、絶縁電線の捲線量がさらに増大する傾向にあり、コアのスロット内に絶縁電線を強引に詰め込んでいる。このためスロット内の絶縁電線は、高荷重が加えられた状態で接触することになり、さらに発熱しやすい状態にあるため通常の絶縁皮膜では、使用時の加熱によって絶縁被膜が軟化して導体同士が接触するレアーショートの発生する危険性が高いという問題もある。
【０００６】
これに対して、特許文献１には無機化合物粒子を含んで比較的に硬い中間絶縁層が無機化合物粒子を含まず比較的に柔軟な内側絶縁層と外側絶縁層との間に挟まれ、且つ絶縁皮膜の全厚に占める該中間絶縁層の厚みを５０％以下とした、耐コロナ性とともに加工性等についても改善させた絶縁電線が記載されている。
しかし、近年の電気機器の省エネルギーの推進および小型化高性能化の要求に伴い、絶縁電線のより一層の耐インバータサージ特性及び機械特性の向上が求められている。
【特許文献１】特開平１１−１９１３２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、耐コロナ性に優れ、且つ耐熱衝撃性、絶縁性、および可とう性についても良好な絶縁電線を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、
（１）導体上に少なくとも２層の絶縁層が形成された絶縁電線であって、該絶縁層の少なくとも１層が無機化合物粒子を含有し、ベース樹脂がポリアミドイミドである絶縁層であり、該ポリアミドイミドのＪＩＳ  Ｋ  ７１２７による引張破壊伸び率が５０％以上であって、該絶縁層の厚さが絶縁層全体の厚さの３５〜７０％であることを特徴とする絶縁電線、
（２）導体上に少なくとも２層の絶縁層が形成された絶縁電線であって、導体に接する絶縁層の無機化合物粒子の濃度が、該導体と接しない絶縁層に含有された無機化合物粒子の濃度より低く、かつ該導体と接しない絶縁層を構成するベース樹脂がポリアミドイミドであり、該ポリアミドイミドのＪＩＳ  Ｋ  ７１２７による引張破壊伸び率が５０％以上であって、該絶縁層の厚さが絶縁層全体の厚さの３５〜７０％であることを特徴とする絶縁電線、
（３）導体上に少なくとも３層の絶縁層が形成された絶縁電線であって、導体に接する絶縁層および最外層以外の層の少なくとも１層が無機化合物粒子を含有し、ベース樹脂がポリアミドイミドである絶縁層であり、該ポリアミドイミドのＪＩＳ  Ｋ  ７１２７による引張破壊伸び率が５０％以上であって、該絶縁層の厚さが絶縁層全体の厚さの３５〜７０％であることを特徴とする絶縁電線、
（４）前記導体に接する絶縁層に含有される無機化合物粒子の濃度が、前記導体に接する絶縁層および最外層以外の層に含有される無機化合物粒子の濃度より低いことを特徴とする（３）記載の絶縁電線、
を提供するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の絶縁電線は、従来の絶縁電線に比べ耐インバータサージ特性（耐コロナ特性）が優れるとともに、耐熱衝撃性、絶縁性、および可とう性にも優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の絶縁電線は、導体上に少なくとも２層の絶縁層が形成され、該絶縁層の少なくとも１層が無機化合物粒子を含有し、ベース樹脂がポリアミドイミドであり、かつ該ポリアミドイミドのＪＩＳ  Ｋ  ７１２７による引張破壊伸び率が５０％以上であるものである。
【００１１】
図１は、本発明の絶縁電線の好ましい一実施態様を示す断面図である。この絶縁電線は、軟銅線等よりなる導体１を被覆する絶縁皮膜２が、導体１に接する内側絶縁層２ａと、中間絶縁層２ｂと、最外層の外側絶縁層２ｃとの三層構造をなしている。
【００１２】
図１に示す絶縁電線において、中間絶縁層２ｂが無機化合物粒子を含有し、かつ該絶縁層を構成するベース樹脂がポリアミドイミドであるものである。ここで用いられるポリアミドイミドのＪＩＳ  Ｋ  ７１２７による引張破壊伸び率は５０％以上、好ましくは５０〜６０％であるものである。上記のようなポリアミドイミド樹脂の市販の樹脂としては、例えば、コンポセランＡＩ３０１（商品名、荒川化学製）が挙げられる。
【００１３】
中間絶縁層２ｂに含有させる無機化合物粒子としては、シリカ（ＳｉＯ２）、酸化チタン、アルミナ、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、クレー、タルク等が挙げられ、特にシリカ、酸化チタンは樹脂への分散性がよく、粒子が凝集しにくく、絶縁層中にボイドが入りにくく、電気的特性の異常が起こりにくいので好ましい。また、無機化合物粒子は平均粒径０．０１〜５μｍのものが好ましく、１μｍ以下のものがさらに好ましい。大き過ぎては中間絶縁層２ｂの表面の凹凸が絶縁皮膜２の表面まで及んで皮膜の外観が悪くなると共に絶縁皮膜２全体としての可撓性も低下する。
【００１４】
中間絶縁層２ｂの厚さは、絶縁皮膜２の全厚の３５〜７０％とされ、４５〜６０％がさらに好ましい。また、この厚さが逆に７０％を越える場合は、絶縁皮膜２ひいては電線全体としての可撓性、絶縁皮膜２の耐摩耗性、耐熱衝撃性等の耐熱性、絶縁性が悪化する。しかして、上記厚さを絶縁皮膜２の全厚の３５％未満に設定した場合は、充分な耐パルス性を確保することができなくなる。
【００１５】
本発明においては、中間絶縁層２ｂの厚さは、絶縁皮膜２の全厚の３５〜７０％とすることにより十分な耐パルス性を確保した上で、その場合の可撓性を確保するためにここで用いられるポリアミドイミドのＪＩＳ  Ｋ  ７１２７による引張破壊伸び率は５０％以上のポリアミドイミド樹脂が使用される。
【００１６】
中間絶縁層２ｂは良好な耐コロナ性を発揮することから、絶縁電線が耐インバータサージ特性に優れたものとなると共に、無機化合物粒子の含有層２ｂが絶縁皮膜２の表面に現れないので電線の外観が良好である。なお、上記の優れた耐コロナ性が発揮されるのは、電線の使用中にコロナ放電が発生した際、その電気力線が中間絶縁層２ｂの広域に分散することから、該コロナ放電による絶縁皮膜２の侵食が局部に集中せずに緩和され、もって絶縁皮膜２全体としてコロナ放電に起因した絶縁破壊に至るまでの寿命が大幅に延びることによると推定される。
【００１７】
また、上記の無機化合物粒子の配合量は、中間絶縁層２ｂのベース樹脂であるポリアミド１００質量部に対して好ましくは５〜５０質量部、さらに好ましくは２５〜３５質量部である。多過ぎては絶縁皮膜２全体としての可撓性及び皮膜強度が低下する上、絶縁塗料の粘度が非常に高くなるために製造上で支障をきたし、逆に少な過ぎては絶縁電線の耐コロナ性が不充分となる。
【００１８】
次に、内側絶縁層２ａの樹脂成分は、従来より絶縁材料として知られる汎用樹脂をいずれも使用可能であり、特に制約はないが、絶縁層の耐熱性の面より、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエステルイミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリアミド等の熱硬化性樹脂が好ましく、これらの中から目的とする絶縁電線の種類による必要特性に応じて適宜選択すればよい。特に耐熱性を重視する場合においては、アミドイミド樹脂を用いるのが最適である。
内側絶縁層２の厚さは、絶縁皮膜２の全厚に対して、好ましくは２０〜６０％、さらに好ましくは３０〜４０％の範囲とする。この厚さが薄すぎると導体１表面との密着性が悪くなり、逆に厚すぎる場合は相対的に耐コロナ層が減少するため絶縁電線の耐コロナ性が不充分となる。
【００１９】
また、内側絶縁層２ａにおいても、中間絶縁層２ｂに含有されるものと同様の無機化合物粒子を含有させてもよいが、その濃度は、中間絶縁層２ｂにおける無機化合物粒子の濃度より低いことが、導体１表面との密着性がよくなることから好ましい。内側絶縁層２ａの無機化合物粒子の配合量は、ベース樹脂１００質量部に対して好ましくは５〜３０質量部であり、実施的に含有しないことがさらに好ましい。
【００２０】
次に、外側絶縁層２ｃの樹脂成分は、従来より絶縁材料として知られる汎用樹脂をいずれも使用可能であり、特に制約はないが、絶縁層の耐熱性の面より、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエステルイミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリアミド等の熱硬化性樹脂が好ましく、これらの中から目的とする絶縁電線の種類による必要特性に応じて適宜選択すればよい。特に耐熱性を重視する場合においては、アミドイミド樹脂を用いるのが最適である。
外側絶縁層２ｃの厚さは、絶縁皮膜２の全厚に対して、好ましくは５〜４０％、さらに好ましくは５〜２０％の範囲とする。この厚さが厚すぎる場合は相対的に耐コロナ層が減少するため絶縁電線の耐コロナ性が不充分となる。
【００２１】
また、外側絶縁層２ｃにおいても、中間絶縁層２ｂに含有されるものと同様の無機化合物粒子を含有させてもよいが、その濃度は、中間絶縁層２ｂにおける無機化合物粒子の濃度より低いことが、外観が良好であることから好ましい。内側絶縁層２ａの無機化合物粒子の配合量は、ベース樹脂１００質量部に対して好ましくは５〜３０質量部であり、実施的に含有しないことがさらにさらに好ましい。
【００２２】
絶縁皮膜２の耐摩耗性及び電線の走線性を更に向上させる目的で、この外側絶縁層２ｃ中にポリエチレン又はフッ素樹脂の樹脂粒子を含有させても良い。このような樹脂粒子の配合量は、外側絶縁層２ｃのベース樹脂１００質量部に対して１〜５質量部の範囲がよく、少な過ぎては充分な滑性向上効果が得られない。
【００２３】
上記の絶縁電線では、中間絶縁層２ｂは無機化合物粒子を含有するために比較的に硬く変形しにくいが、この中間絶縁層２ｂを挟む内外両側の絶縁層２ａ，２ｃを実質的に無機化合物粒子を含有しないものとすることで、電線の曲げに伴う絶縁皮膜２の変形が比較的軟弱の内外両側の絶縁層２ａ，２ｃにて担われ、絶縁皮膜２の可撓性ひいては電線全体としての可撓性が高くなり、もって巻線加工等を行う際の電線の耐加工性が良好となる。
【００２４】
また、無機化合物粒子が中間絶縁層２ｂに含有され、内側絶縁層２ａは無機化合物粒子を含まないために導体１表面との密着性がよく、また中間絶縁層２ｂは表面に現れた粒子によるアンカー作用で外側絶縁層２ｃと強く一体化することから、絶縁皮膜２の耐摩耗性に優れ、巻線加工等の加工時や走線時の表面の引っ掛かりによる絶縁皮膜２の削れ、損傷、摺接抵抗による断線等を生じにくい。
【００２５】
また、導体１としては、上記の軟銅線等に限定されるものではなく、従来の絶縁電線に用いられている任意の導体を用いることができる。
【００２６】
上記の絶縁電線を製造するには、内側、中間、外側の各絶縁層２ａ，２ｂ，２ｃに対応した絶縁塗料を調製し、これら塗料を導体１の表面に順次、各々の膜厚となる所要回数の塗布・焼付けを行って三層構造の絶縁皮膜２を形成すればよい。なお、中間絶縁層２２用の絶縁塗料を調製するには、上記樹脂成分の溶液中に既述の無機化合物粒子を添加し、ボールミルやロールミル等の剪断力が加わる混合機を用いて均一に分散混合させればよい。しかして、絶縁塗料中には、無機化合物粒子と共に、必要に応じて着色剤その他の添加剤を適宜配合してもよい。なお、各絶縁塗料における樹脂成分の溶液としては市販の絶縁ワニスを使用できる。
【００２７】
本発明の絶縁電線は、図１に示す実施態様に限定されるものではなく、例えば、導体上に中間絶縁層２ｂと同様な、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２７による引張破壊伸び率が５０％以上のポリアミドイミドをベース樹脂とし、無機化合物粒子を含有する絶縁層を１層形成してなる絶縁電線であっても良い。
【００２８】
また、導体上に絶縁層が２層形成され、そのうち１方の層が上記絶縁層２ｂと同様な無機化合物粒子を含有する絶縁層である絶縁電線であっても良い。この場合、導体に接する絶縁層の無機化合物粒子の濃度が、該導体と接しない絶縁層に含有された無機化合物粒子の濃度より少ないことが好ましい。
【００２９】
また、絶縁層が４層以上のものであっても良く、その場合、導体に接する絶縁層および最外層以外の層の少なくとも１層が上記の無機化合物粒子を含有し、ベース樹脂がポリアミドイミドである絶縁層であることが好ましく、導体に接する絶縁層に含有される無機化合物粒子の濃度が、導体に接する絶縁層および最外層以外の層に含有される無機化合物粒子の濃度より少ないことがさらに好ましい。
【００３０】
上記の本発明に係る絶縁電線は耐コロナ性、すなわち耐インバータサージ特性に優れることから、これを用いた電気機器は高電圧下で使用されても非常に良好な耐久性を発揮して長寿命とすることができる。このような電気機器としては、インバータ駆動（制御）機器や高圧モーター等の高電圧下で使用されるものが代表的であるが、特に限定されるものではない。
【実施例】
【００３１】
以下に、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３２】
実施例１
０．９０ｍｍ径の軟銅線の表面に、ポリアミドイミド樹脂を塗布・焼付けして内側絶縁層を形成した後、この内側絶縁層上にシリカ粒子を配合したポリアミドイミド樹脂を塗布・焼付けして中間絶縁層を形成し、更にこの中間絶縁層上にポリアミドイミド樹脂を塗布・焼付けして外側絶縁層を形成し、表１に示す絶縁皮膜構成の各絶縁層を形成した。
また、具体的には表中のＰＡＩとしては、コンポセランＡＩ３０１（商品名、荒川化学製）を用い、ＰＥとしては、ＮＥＯＨＥＡＴ８２００Ｋ２（商品名、東特塗料製）を用いた。
また、無機物化合物としてはシリカを用い、その絶縁層における濃度は３０質量％とした。
【００３３】
〔耐コロナ特性〕
ＪＩＳ  Ｃ  ３００３に規定される２個撚り試料に、電圧１４１０Ｖ、周波数１００００Ｈｚを印加し、コロナ破壊に至るまでの時間を測定した。
〔耐熱衝撃性〕
米国ＮＥＭＡ規格ＭＷ−１０００に規定されるヒートショック試験法に準じ、２０％ＳＪ（サドンジャーク＝急激伸長）において２２０℃−０．５時間の条件で試験した。本規格では３倍径良までが合格とされる。
〔可とう性〕
米国ＮＥＭＡ規格ＭＷ−１０００の規定に準じ、２０％ＳＪにおいて巻き付け試験を行った。
〔絶縁破壊電圧、外観〕
ＪＩＳ  Ｃ  ３００３に規定される試験・評価方法に準じた。
【００３４】
【表１】
2008251295.tif 000003
【００３５】
表１中、ｎは試験回数を示す。
表１に示されるように、無機化合物粒子含有層（耐コロナ層）の全体に対する厚さの割合が３５％未満の比較例１では耐コロナ特性に劣り、耐コロナ層のベース樹脂がポリエステルである比較例２では耐熱衝撃性に劣り、耐コロナ層のベース樹脂の伸び率が５０％未満の比較例３では耐コロナ特性、耐熱衝撃性、可とう性に劣り、絶縁破壊電圧値が低く、外観も悪いものであった。
これに対し、実施例実施例１及び２では、耐コロナ特性、耐熱衝撃性、可とう性、外観が良好で、絶縁破壊電圧値も高いものであった。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施態様を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  導体
２  絶縁皮膜
２ａ  内側絶縁層
２ｂ  中間絶縁層
２ｃ  外側絶縁層
【図１】
2008251295.tif 000004