(57)【要約】【課題】  最外樹脂被覆層として融着層を有する絶縁電線であって、融着層の外周に接する対象物に対して強固に固着することができ、この固着した融着層は高温環境に曝しても強固な固着状態を安定に維持することができ、また、長時間高温環境に曝しても絶縁破壊を生じにくい絶縁電線、当該絶縁電線を用いたコイル、当該コイルを用いた電気・電子機器を提供する。【解決手段】  断面が矩形の導体の外周に熱硬化性樹脂層を有し、該熱硬化性樹脂層の外周には熱可塑性樹脂からなる融着層を有する自己融着性絶縁電線であって、  前記融着層を構成する前記熱可塑性樹脂が融点を持たず、且つ、２５０℃における引張弾性率が０．９×１０７〜１．２×１０８Ｐａである、自己融着性絶縁電線、この絶縁電線からなるコイル、及び、電気・電子機器。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面が矩形の導体の外周に熱硬化性樹脂層を有し、該熱硬化性樹脂層の外周には熱可塑性樹脂からなる融着層を有する自己融着性絶縁電線であって、
前記融着層を構成する前記熱可塑性樹脂が融点を持たず、且つ、２５０℃における引張弾性率が０．９×１０７〜１．２×１０８Ｐａである、自己融着性絶縁電線。
【請求項２】
前記融着層を構成する前記熱可塑性樹脂が、ポリエーテルスルホン、ポリフェニルスルホン及びポリエーテルイミドから選ばれる少なくとも１種の熱可塑性樹脂を含有する、請求項１記載の自己融着性絶縁電線。
【請求項３】
前記融着層の厚みが２〜５０μｍである、請求項１又は２記載の自己融着性絶縁電線。
【請求項４】
前記熱硬化性樹脂層が、ポリイミド、ポリアミドイミド及びポリエステルから選ばれる少なくとも１種の熱硬化性樹脂を含有する、請求項１〜３のいずれか１項記載の自己融着性絶縁電線。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載の自己融着性絶縁電線からなるコイル。
【請求項６】
請求項５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】
インバータ関連機器、例えば高速スイッチング素子、インバータモーター、変圧器等の電気・電子機器用コイルには、マグネットワイヤとして、いわゆるエナメル線からなる絶縁電線（絶縁ワイヤ）や、エナメル樹脂からなる層と、エナメル樹脂とは別種の樹脂からなる被覆層とを含む多層の被覆層を有する絶縁電線等が用いられている。
【０００３】
電気・電子機器用コイルにおいて絶縁電線（巻線）を固定化したり、絶縁性を高めたりするために、ステータコアに配置したコイルにワニスを含浸させ、次いでワニスを乾燥して硬化させることが行われている。また、ワニスを用いずに巻線を固定化する技術も知られている。例えば特許文献１には、エナメル線の上層に、融点が１７０℃以上の共重合ポリアミド樹脂に酸化防止剤を添加した塗料からなる融着層を設けた自己融着性エナメル線が記載されている。また特許文献２には、導体上に直接又は他の絶縁物を介して融着層を設けた自己融着性エナメル線が記載され、当該融着層を特定構造のスルホン基含有ポリヒドロキシポリエーテル樹脂と芳香族無水物とで形成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３５８８３６号公報
【特許文献２】特開平１１−２９７１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、絶縁電線にはより高度な耐熱性が求められるようになってきた。小型化ないし高性能化された回転電機等では、その高効率化から使用電圧が高く設定され、それに伴って発熱量も増大している。また、小型化された回転電機等では十分な放熱性を確保することも難しい。したがって、回転電機等に用いる絶縁電線には、例えば２００℃以上の高温に曝されても、巻線の固定化状態（固着状態）を安定的に維持でき、初期の性能を持続的に発現可能な特性が求められるようになってきている。しかし、上記特許文献１及び２記載の自己融着性エナメル線は、高温の熱環境に曝されると固着した融着層の固着状態が緩みやすく、例えば２００℃以上という高温環境においては巻線の固着状態を安定に維持するのは困難であった。
【０００６】
本発明は、最外樹脂被覆層として融着層を有する絶縁電線であって、融着層の外周に接する対象物に対して強固に固着することができ、この固着した融着層は高温環境に曝しても強固な固着状態を安定に維持することができ、また、長時間高温環境に曝しても絶縁破壊を生じにくい絶縁電線、当該絶縁電線を用いたコイル、当該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】
【０００７】
本発明者らは、断面が矩形の導体上に熱硬化性樹脂層を設け、当該熱硬化性樹脂層の外周にさらに特定の物性を示す樹脂からなる融着層を設けた絶縁電線が、融着層の外周に接する対象物に対して強固な固着力で固着することができ、この固着状態を高温環境に曝しても安定に維持できること、さらにこの絶縁電線は長時間高温環境に曝しても絶縁破壊を生じにくいことを見出した。本発明はこれらの知見に基づきさらに検討を重ね、完成されるに至ったものである。
【０００８】
すなわち、本発明の上記課題は、以下の手段によって解決された。
〔１〕
断面が矩形の導体の外周に熱硬化性樹脂層を有し、該熱硬化性樹脂層の外周には熱可塑性樹脂からなる融着層を有する自己融着性絶縁電線であって、
前記融着層を構成する前記熱可塑性樹脂が融点を持たず、且つ、２５０℃における引張弾性率が０．９×１０７〜１．２×１０８Ｐａである、自己融着性絶縁電線。
〔２〕
前記融着層を構成する前記熱可塑性樹脂が、ポリエーテルスルホン、ポリフェニルスルホン及びポリエーテルイミドから選ばれる少なくとも１種の熱可塑性樹脂を含有する、〔１〕記載の自己融着性絶縁電線。
〔３〕
前記融着層の厚みが２〜５０μｍである、〔１〕又は〔２〕記載の自己融着性絶縁電線。
〔４〕
前記熱硬化性樹脂層が、ポリイミド、ポリアミドイミド及びポリエステルから選ばれる少なくとも１種の熱硬化性樹脂を含有する、〔１〕〜〔３〕のいずれか１項記載の自己融着性絶縁電線。
〔５〕
〔１〕〜〔４〕のいずれか１項記載の自己融着性絶縁電線からなるコイル。
〔６〕
〔５〕記載のコイルを有する電気・電子機器。
【０００９】
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】
【００１０】
本発明の自己融着性絶縁電線は、最外樹脂被覆層として熱可塑性の融着層を有し、この融着層の外周に接する対象物に対して強固に固着することができ、この固着状態を高温環境下においても安定に維持することができる。また本発明の絶縁電線は、長時間高温環境に曝しても絶縁破壊を生じにくい。また本発明のコイル、当該コイルを用いた電気・電子機器は、より高温の環境下においても上記融着層を介した巻線の強固な固着状態を安定に維持することができ、また巻線の絶縁破壊も生じにくい。その結果、過酷条件下の使用においても優れた性能を持続的に発現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の絶縁電線の好ましい形態を示す概略断面図である。
【図２】図２は、本発明の絶縁電線の別の好ましい形態を示す概略断面図である。
【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斜視図である。
【図４】図４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】
【００１２】
［自己融着性絶縁電線］
本発明の自己融着性絶縁電線（以下「本発明の絶縁電線」ともいう）は、断面が矩形の導体の外周に硬化した熱硬化性樹脂からなる層（熱硬化性樹脂層という）を有し、この熱硬化性樹脂層の外周に熱可塑性樹脂からなる融着層を有している。この融着層は上記熱硬化性樹脂層の外周に直接設けられていてもよいし、後述する絶縁層を介して設けられていてもよい（すなわち上記熱硬化性樹脂層と上記融着層との層間に絶縁層を有してもよい）。本発明の絶縁電線を構成する導体、各樹脂被覆層の組成については後述する。
【００１３】
本発明において、「樹脂（樹脂Ｚ）からなる層」という場合、樹脂Ｚのみから形成された層と、樹脂Ｚと他の成分（例えば、樹脂Ｚ以外の樹脂又は添加剤）とで形成された層との両態様を包含する意味に用いる。ここで、樹脂Ｚからなる層中における上記「他の成分」の含有率は、本発明の効果を損なわない限り特に限定されるものではなく、通常は、０質量％より大きく、１０質量％以下（好ましくは５質量％以下）である。
【００１４】
以下、本発明の絶縁電線の好ましい実施形態を、図面を参照して説明するが、本発明は、本発明で規定されること以外は下記実施形態に限定されるものではない。また、各図面に示される形態は、本発明の理解を容易にするための模式図であり、各部材のサイズ、厚み、ないしは相対的な大小関係等は説明の便宜上大小を変えている場合があり、実際の関係をそのまま示すものではない。また、本発明で規定する事項以外はこれらの図面に示された外形、形状に限定されるものでもない。
【００１５】
図１に断面図を示した本発明の好ましい絶縁電線１は、導体１１と、導体１１の外周面に形成された樹脂被覆層１４とを有する。
導体１１は、断面形状が矩形（平角形状）である。本発明において、断面が矩形である導体は、断面が長方形の導体と、断面が正方形の導体とを包含する。
樹脂被覆層１４は、導体１１の外周面と接触する最も内側の樹脂層として熱硬化性樹脂層１２と、熱硬化性樹脂層１２の外周面と接触する融着層１３とからなる２層構造になっている。樹脂被覆層１４の総厚は４０〜２５０μｍに設定されていることが好ましい。
本明細書において、樹脂被覆層ないし樹脂被覆層を構成する各樹脂層の厚さは、電線をその長手軸方向に対して垂直に切断した断面をマイクロスコープを用いて観察し、測定対象の樹脂層に隣接する内側の層（測定対象の樹脂層が導体と接している場合は導体）の外周から測定対象の樹脂層の外周までの最短距離を、無作為に選択した１６点について測定し、それらの平均値として算出される値である。
【００１６】
図２に断面図を示した本発明の好ましい絶縁電線２は、熱硬化性樹脂層２２と融着層２４の間に絶縁層２３を有すること以外は、絶縁電線１と同じ構成である。すなわち、絶縁電線２は、導体２１と導体２１の外周面に形成された樹脂被覆層２５とを有する。この樹脂被覆層２５は、導体２１の外周面と接触する最も内側の樹脂層として熱硬化性樹脂層２２と、熱硬化性樹脂層２２の外周面と接触する絶縁層２３と、絶縁層２３の外周面と接触する融着層２４とからなる３層構造になっている。樹脂被覆層２５の総厚は５０〜３００μｍに設定されていることが好ましい。
【００１７】
＜導体１１、２１＞
本発明に用いる導体１１、２１としては、絶縁電線で用いられている公知ものを広く使用することができ、例えば、銅線、アルミニウム線等の金属導体を用いることができる。好ましくは、酸素含有量が３０ｐｐｍ以下の低酸素銅、さらに好ましくは２０ｐｐｍ以下の低酸素銅又は無酸素銅の導体である。酸素含有量が３０ｐｐｍ以下であれば、導体を溶接するために熱で溶融させた場合、溶接部分に含有酸素に起因するボイドの発生がなく、溶接部分の電気抵抗が悪化することを防止するとともに溶接部分の強度を保持することができる。
【００１８】
本発明で使用する導体１１、２１は、その断面形状が矩形（平角形状）である。平角形状の導体は、円形のものと比較し、巻線時にステータコアのスロットに対する占積率を高めることができる。
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、図１及び図２に示すように、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、特に限定されないが、平角導体の場合、矩形の断面形状において、幅（長辺）は１〜５ｍｍが好ましく、１．４〜４．０ｍｍがより好ましく、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。一方、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。
【００１９】
＜熱硬化性樹脂層１２、２２＞
本発明の絶縁電線において、熱硬化性樹脂層１２、２２は硬化した状態の層を意味する（すなわち、熱硬化性樹脂のワニスを焼付け塗布して硬化反応させた樹脂層を意味する）。
熱硬化性樹脂層１２、２２は、所謂エナメル（樹脂）層であることが好ましい。
熱硬化性樹脂層１２、２２に用いる熱硬化性樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ポリイミド（ＰＩ）、ポリウレタン、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエステル（ＰＥｓｔ）、ポリベンゾイミダゾール、ポリエステルイミド（ＰＥｓＩ）、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。なかでも、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステル及びポリエステルイミドからなる群より選択される少なくとも１種が好ましく、ポリイミド、ポリアミドイミド及びポリエステルからなる群より選択される少なくとも１種がより好ましい。
熱硬化性樹脂層１２、２２には、熱硬化性樹脂を１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００２０】
熱硬化性樹脂層１２、２２を構成しうるポリイミドは、特に限定されず、全芳香族ポリイミド及び熱硬化性芳香族ポリイミドなど、通常のポリイミドを用いることができる。また、常法により、芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミン化合物を極性溶媒中で反応させて得られるポリアミド酸溶液を用い、焼付け時の加熱処理によってイミド化させることによって得られるものを用いることができる。
熱硬化性樹脂層１２、２２を構成しうるポリアミドイミドは、他の樹脂に比べ熱伝導率が低く、絶縁破壊電圧が高く、焼付け硬化が可能である。ポリアミドイミドは、特に限定されないが、常法により、例えば極性溶媒中でトリカルボン酸無水物とジイソシアネート化合物を直接反応させて得たもの、又は、極性溶媒中でトリカルボン酸無水物にジアミン化合物を先に反応させて、まずイミド結合を導入し、次いでジイソシアネート化合物でアミド化して得られるものが挙げられる。
【００２１】
熱硬化性樹脂層１２、２２を構成しうるポリエステルは、分子内にエステル結合を有するポリマーであって熱硬化性のものであればよく、Ｈ種ポリエステル（ＨＰＥ）が好ましい。このようなＨ種ポリエステルとしては、例えば、芳香族ポリエステルのうちフェノール樹脂等を添加することによって樹脂を変性させたもので、耐熱クラスがＨ種であるものが挙げられる。
また、熱硬化性樹脂層１２、２２を構成しうるポリエステルイミドは、分子内にエステル結合とイミド結合を有するポリマーであって熱硬化性のものであれば特に限定されない。例えば、トリカルボン酸無水物とアミン化合物からイミド結合を形成し、アルコールとカルボン酸又はそのアルキルエステルからエステル結合を形成し、そして、イミド結合の遊離酸基又は無水基がエステル形成反応に加わることで得られるものを用いることができる。このようなポリエステルイミドは、例えば、トリカルボン酸無水物、ジカルボン酸化合物又はそのアルキルエステル、アルコール化合物及びジアミン化合物を公知の方法で反応させて得られるものを用いることもできる。
【００２２】
熱硬化性樹脂層１２、２２の厚さは特に限定されず、通常は２０〜１２０μｍであり、より好ましくは４０〜１００μｍである。
【００２３】
熱硬化性樹脂層１２、２２は、導体１１、２１の表面に通常は焼付け塗布して、形成される。具体的には、熱硬化性樹脂を含有するワニスを、導体１１、２１の表面に焼付け塗布して、形成されることが好ましい。
【００２４】
熱硬化性樹脂層１２、２２に用いる熱硬化性樹脂として市販品を用いることができる。例えば、ポリイミドとして、Ｕイミド（商品名、ユニチカ社製）、Ｕ−ワニス（商品名、宇部興産社製）等が挙げられる。ポリアミドイミドとして、ＨＩ４０６又はＨＣＩシリーズ（いずれも、商品名、日立化成社製）等が挙げられる。Ｈ種ポリエステルとして、Ｉｓｏｎｅｌ２００（商品名、米スケネクタディインターナショナル社製）等が挙げられる。ポリエステルイミドとして、ネオヒート８６００Ａ（商品名、東特塗料社製）等が挙げられる。熱硬化性樹脂層１２、２２は、その層中に気泡が存在した形態であってもよい。
【００２５】
＜融着層１３、２４＞
融着層１３、２４は、融着層１３、２４に接する対象物と固着することができ、結果、絶縁電線を当該対象物に固定化することができる。この融着層１３、２４と対象物とを固着するには、通常、融着層１３、２４と対象物とを接触させた状態で、２５０℃以上の加熱処理に付す。固着のための加熱処理温度は２５０〜３２０℃とすることが好ましく、２７０〜３００℃とすることがより好ましい。また、固着のための加熱処理時間は５〜２０分間とすることが好ましく、１０〜１５分間とすることがより好ましい。
【００２６】
融着層１３、２４は特定物性の熱可塑性樹脂からなる。すなわち融着層１３、２４を構成する熱可塑性樹脂は融点を持たない。融着層を構成する熱可塑性樹脂が融点を持たないことにより、繰り返し高温に曝されたり、長期間高温に曝されたりしても、融着層が硬くなりにくく、対象物との強固な固着状態を安定に、長期間持続的に維持することが可能となる。本発明において「融点を持たない」とは、示差走査熱量計（ＤＳＣ）測定において結晶融解ピークもしくは結晶化ピークが観測されないことをいう。
また融着層１３、２４を構成する上記熱可塑性樹脂は、２５０℃における引張弾性率が０．９×１０７〜１．２×１０８Ｐａであり、０．９×１０７〜１．０×１０８Ｐａであることが好ましい。かかる引張弾性率を有することにより、より高温の過酷環境下においても強固な固着力を発現することができる。
【００２７】
融着層１３、２４を構成する熱可塑性樹脂は上記の物性を有すれば特に制限されず、例えば、ポリエーテルスルホン、ポリフェニルスルホン、ポリエーテルイミド及びポリスルホンから選ばれる少なくとも１種の樹脂を用いることができる。また、これらの樹脂のブレンド樹脂を用いることも好ましい。
なかでも、融着層１３、２４を構成する熱可塑性樹脂がポリエーテルスルホン、ポリフェニルスルホン及びポリエーテルイミドから選ばれる少なくとも１種の熱可塑性樹脂を含有することが好ましい。この場合において、融着層１３、２４を構成する熱可塑性樹脂中、ポリエーテルスルホン、ポリフェニルスルホン及びポリエーテルイミドの含有量は、合計で５０質量％以上が好ましく、７０質量％以上がさらに好ましく、８０質量％以上がさらに好ましく、９０質量％以上がさらに好ましい。融着層１３、２４を構成する熱可塑性樹脂は、さらに好ましくは、ポリエーテルスルホン、ポリフェニルスルホン及びポリエーテルイミドから選ばれる少なくとも１種の熱可塑性樹脂からなる。
【００２８】
融着層１３、２４の厚さは特に限定されず、十分な固着力とコイルの高密度化（占積率）を両立する観点から１〜１００μｍであることが好ましく、より好ましくは２〜５０μｍである。
【００２９】
＜絶縁層２３＞
本発明の絶縁電線は、熱硬化性樹脂層２２と融着層２４との間に絶縁層２３が設けられていてもよい。かかる絶縁層２３は、熱硬化性樹脂層（熱硬化した樹脂の層を意味する）でもよいし、熱可塑性樹脂層でもよい。熱可塑性樹脂を押出被覆で皮膜形成する場合、一度に厚膜を形成することが可能であることから、電線作製にかかるコスト面において有利である。
【００３０】
絶縁層２３を構成しうる熱硬化性樹脂は、所謂エナメル（樹脂）層であることが好ましい。絶縁層２３が熱硬化性樹脂層である場合の好ましい形態は、上述した熱硬化性樹脂層１２、２２の好ましい形態と同じであるが、一本の絶縁電線において、絶縁層２３を構成する熱硬化性樹脂の種類は、熱硬化性樹脂層１２、２２を構成する樹脂の種類とは異なる。
【００３１】
絶縁層２３を構成しうる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミド（ナイロンともいう）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、シンジオタクチックポリスチレン樹脂（ＳＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、超高分子量ポリエチレン等の汎用エンジニアリングプラスチックの他、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、変性ＰＥＥＫ、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、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）、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）、熱可塑性ポリアミドイミド、液晶ポリエステル等のスーパーエンジニアリングプラスチック、さらに、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）をベース樹脂とするポリマーアロイ、ＡＢＳ／ポリカーボネート、ナイロン６，６、芳香族ポリアミド、ポリフェニレンエーテル／ナイロン６，６、ポリフェニレンエーテル／ポリスチレン、ポリブチレンテレフタレート／ポリカーボネート等の上記エンジニアリングプラスチックを含むポリマーアロイが挙げられる。
【００３２】
なかでも、絶縁層２３を構成しうる熱可塑性樹脂として結晶性の熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。結晶性の熱可塑性樹脂としては、上記熱可塑性樹脂のうち、例えば、ポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、超高分子量ポリエチレン等の汎用エンジニアリングプラスチック、シンジオタクチックポリスチレン樹脂、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、変性ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリールエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、熱可塑性ポリイミド等が挙げられる。
さらに、高耐熱性（２５０℃以上の高融点）の熱可塑性樹脂を用いることが好ましく、この観点からは、シンジオタクチックポリスチレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリールエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、変性ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリアミド（特にナイロン６，６）、ポリエーテルケトン、熱可塑性ポリイミドを用いることが好ましく、ポリフェニレンスルフィド、ＰＥＥＫ、変性ＰＥＥＫ、及び熱可塑性ポリイミドから選ばれる樹脂を用いることがより好ましい。
熱可塑性樹脂は、１種単独で用いてもよく、また２種以上を併用してもよい。
【００３３】
絶縁層２３の厚さは特に限定されないが、例えば、３０〜２００μｍが好ましく、４０〜１６０μｍがより好ましい。
【００３４】
［絶縁電線の製造方法］
本発明の絶縁電線は、導体の外周面に、少なくとも熱硬化性樹脂層と融着層を含む樹脂被覆層を形成することにより製造される。
より詳細には、導体１１の外周面に熱硬化性樹脂層１２と融着層１３を順次あるいは同時に形成することにより、製造することができる。また、所望により上述した絶縁層２３の形成工程を組み込んでもよい。各層の形成は、導体外周面に近い側から順次形成する形態でもよいし、一部又は全部の層を同時に形成してもよい。また、各層を形成する際には、樹脂を含むワニスを調製し、このワニスを用いて層を形成した後、乾燥する方法を採用することもできる。
【００３５】
また、樹脂被覆層を構成する各樹脂層を順次焼付けて塗布することも好ましい。樹脂層を焼付けて形成する場合、目的の樹脂層を構成する樹脂を含むワニスを調製し、当該ワニスを塗布し、焼付けて形成できる。ワニスを塗布する方法は、従来の方法を特に限定されることなく適用できる。例えば、導体の断面形状と相似形をしたワニス塗布用ダイスを用いる方法、導体の断面形状が矩形である場合、井桁状に形成された「ユニバーサルダイス」と呼ばれるダイスを用いる方法が挙げられる。
ワニス塗布後の焼付けは、常法により行うことができ、例えば焼付け炉で焼付けすることができる。この場合の具体的な焼付け条件は、その使用される炉の形状等に左右され一義的に決定できないが、およそ８ｍの自然対流式の竪型炉であれば、例えば、炉内温度４００〜６５０℃にて通過時間を１０〜９０秒とする条件が挙げられる。
上記ワニスには、各層の特性に影響を及ぼさない範囲で、各種添加剤を含有してもよい。各種添加剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、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、減粘剤又はエラストマー等が挙げられる。
【００３６】
ワニスは、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂をワニス化させるために有機溶媒等を含有することが好ましい。かかる有機溶媒として、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。
有機溶媒等は、１種のみを単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【００３７】
［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ＨＶや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、特にＨＶ及びＥＶの駆動モーターを提供できる。
【００３８】
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。
【００３９】
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４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３参照）が挙げられる。コイル３３を、例えば２５０℃以上の温度に加熱することにより、隣接する融着層同士、あるいは融着層とスロット３２とを固着することができ、コイルが固定化される。
【００４０】
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、例えば、図３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３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４に示されるように２本一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。
本発明の絶縁電線は、断面形状が矩形の導体を用いているため、例えば、ステータコアのスロット断面積に対する導体の断面積の比率（占積率）を高めることができ、電気・電子機器の特性を向上させることができる。
【００４１】
以下に、本発明を実施例に基づいて、さらに詳細に説明するが、本発明をこれらに限定されない。
【実施例】
【００４２】
［実施例、比較例］
＜製造例１＞
図１に示す構造の絶縁電線を製造した。
−導体１１−
導体１１として、断面平角（長辺３．２ｍｍ×短辺２．４ｍｍで、四隅の面取りの曲率半径ｒ＝０．３ｍｍ）の平角導体（酸素含有量１５ｐｐｍの銅）を用いた。
【００４３】
−熱硬化性樹脂層１２−
ポリアミドイミド（ＰＡＩ）ワニス（商品名：ＨＩ４０６、日立化成社製）を、導体１１の断面形状と相似形のダイスを使用して、導体１１の表面に塗布し、炉内温度５５０℃に設定した炉長８ｍの焼付け炉内を通過時間１５秒となる速度で通過させた。この塗布、焼付けを１６回繰り返して、厚さ５０μｍのＰＡＩからなる硬化した熱硬化性樹脂層１２を形成した。
【００４４】
−融着層１３−
ＮＭＰにＰＰＳＵ（商品名：レーデルＲ５８００、ソルベイスペシャルティポリマーズ社製）を２０質量％濃度となるように加え、常温で１２時間撹拌して溶解し、ＰＰＳＵワニスを調製した。このＰＰＳＵワニスを、熱硬化性樹脂層１２の断面形状と相似形のダイスを使用して、熱硬化性樹脂層１２の表面に塗布し、４５０℃に設定した炉長８ｍの焼付け炉内を通過時間１５秒となる速度で通過させた。この塗布、焼付けをもう一度繰り返して、厚さ２μｍのＰＰＳＵからなる融着層１３を形成した。
こうして実施例１の絶縁電線を得た。
【００４５】
＜製造例２〜１３＞
上記製造例１において、熱硬化性樹脂層１２及び融着層１３を形成する樹脂の種類と各層厚を下表に示す通りに変更したこと以外は、製造例１と同様にして、下表に示す実施例２〜９、比較例１〜４の絶縁電線を得た。
【００４６】
＜製造例１４＞
図２に示す構造の絶縁電線を製造した。
−導体２１−
導体２１として、断面平角（長辺３．２ｍｍ×短辺２．４ｍｍで、四隅の面取りの曲率半径ｒ＝０．３ｍｍ）の平角導体（酸素含有量１５ｐｐｍの銅）を用いた。
【００４７】
−熱硬化性樹脂層２２−
ポリアミドイミド（ＰＡＩ）ワニス（商品名：ＨＩ４０６、日立化成社製）を、導体２１の断面形状と相似形のダイスを使用して、導体２１の表面に塗布し、炉内温度５５０℃に設定した炉長８ｍの焼付け炉内を通過時間１５秒となる速度で通過させた。この塗布、焼付けを１６回繰り返して、厚さ５０μｍのＰＡＩからなる硬化した熱硬化性樹脂層２２を形成した。
【００４８】
−絶縁層２３−
押出機のスクリューは、３０ｍｍフルフライト、Ｌ／Ｄ＝２０、圧縮比３を用いた。材料はポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）（ソルベイスペシャルティポリマーズ社製、商品名：キータスパイアＫＴ−８２０、比誘電率３．１）を用い、押出温度条件は次のようにした。
（押出温度条件）
Ｃ１：３００℃
Ｃ２：３８０℃
Ｃ３：３８０℃
Ｈ  ：３９０℃
Ｄ  ：４００℃
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は押出機内のシリンダー温度を示し、樹脂投入側から順にＣ１、Ｃ２、Ｃ３の３ゾーンの温度をそれぞれ示す。Ｈはヘッド部、Ｄはダイス部の温度を示す。押出ダイを用いてＰＥＥＫの押出被覆を行った後、１０秒の時間を空けて水冷して熱硬化性樹脂層２２の外側に厚さ１５５μｍの絶縁層２３を形成した。
【００４９】
−融着層２４−
ＮＭＰにＰＰＳＵ（商品名：レーデルＲ５８００、ソルベイスペシャルティポリマーズ社製）を２０質量％濃度となるように加え、常温で１２時間撹拌して溶解し、ＰＰＳＵワニスを調製した。このＰＰＳＵワニスを、絶縁層２３の断面形状と相似形のダイスを使用して、絶縁層２３の表面に塗布し、４５０℃に設定した炉長８ｍの焼付け炉内を通過時間１５秒となる速度で通過させた。この塗布、焼付けをもう一度回繰り返して、厚さ２μｍのＰＰＳＵからなる融着層２４を形成した。
こうして実施例１０の絶縁電線を得た。
【００５０】
＜製造例１５〜１７＞
上記製造例１４において、熱硬化性樹脂層２２、絶縁層２３及び融着層２４を形成する樹脂の種類と各層厚を下表に示す通りに変更したこと以外は、製造例１４と同様にして、下表に示す実施例１１〜１３の絶縁電線を得た。ここで、絶縁層２３をＰＰＳで形成するに際しては、押出温度条件は次のようにした。
（押出温度条件）
Ｃ１：２５０℃
Ｃ２：３２０℃
Ｃ３：３２０℃
Ｈ  ：３２０℃
Ｄ  ：３３０℃
【００５１】
＜測定、評価＞
−融着層を構成する樹脂の２５０℃における引張弾性率−
表１−１、表１−２に記載の融着層に使用する熱可塑性樹脂について、厚さ１．６ｍｍのダンベル片（ＡＳＴＭ  Ｄ  ６３８）を準備し、動的粘弾性測定装置ＤＭＡ８０００（パーキンエルマー社製）を用いて引張弾性率を測定した。引張モードにより、１Ｈｚで、１０℃／分の昇温速度で５０〜２７０℃まで昇温しながら引張弾性率を測定し、２５０℃における引張弾性率を取得した。
【００５２】
−高温雰囲気中（２００℃）における固着力（高温固着力）−
上記で製造した自己融着性絶縁電線２本（各実施例、比較例においてそれぞれ２本）を、重ね合わせた長さが２００ｍｍとなるように断面における長辺を形成する面同士を重ね合わせて密着し、２８０℃１０分間の加熱処理に付して密着面全体を固着させた。この電線を恒温槽付引張試験機（島津製作所社製、オートグラフ  ＡＧＳ−Ｊ、恒温槽温度：２００℃）にセットし、５０ｍｍ／ｍｉｎの引張速度で重ね合せた電線の両端を互いに反対方向に引っ張った。２本の電線の固着状態を破断するのに要した強度を固着力とし、下記基準により評価した。
固着力が２ＭＰａ以上：Ａ
固着力が０．５ＭＰａ以上２ＭＰａ未満：Ｂ
固着力が０．５ＭＰａ未満：Ｃ
【００５３】
−長期耐熱性−
上記で製造した絶縁電線を３００ｍｍ長に切り出し、２５０℃１６８時間加熱処理した。加熱処理後、絶縁電線の中央部にアルミホイルを２０ｍｍ幅で一周巻きつけた（すなわち、絶縁電線の一方の末端からの距離が１４０ｍｍ〜１６０ｍｍの部位に２０ｍｍ幅のアルミホイルを一周巻き付けた）。この絶縁電線の一方の端末から５ｍｍの距離までの間の樹脂被覆層を剥離し、端末剥離箇所の導体とアルミホイル部との間に課電した。５００Ｖ／ｓｅｃ．で昇圧し、絶縁破壊が生じた際の電圧を「加熱後絶縁破壊電圧」とした。一方、上記加熱処理を施していない絶縁電線についても同様にして絶縁破壊電圧を測定し、「加熱前絶縁破壊電圧」とした。「加熱後絶縁破壊電圧」／「加熱前絶縁破壊電圧」の比の値が０．９以上の場合を評価「Ａ」、０．７以上０．９未満の場合を評価「Ｂ」、０．７未満の場合を評価「Ｃ」として評価した。
【００５４】
上記の結果を下表にまとめて示す。下表に記載の樹脂の詳細は下記の通りである。
ＰＡＩ：ポリアミドイミド（商品名：ＨＩ４０６、日立化成社製、ワニス）
ＰＩ：ポリイミド（商品名：Ｕイミド、ユニチカ社製、ワニス）
ＰＥｓｔ：ポリエステル（商品名：ネオヒート８２４２、東特塗料社製、ワニス）
ＰＰＳＵ：ポリフェニルスルホン（商品名：レーデルＲ５８００、ソルベイスペシャルティポリマーズ社製、使用時にＮＭＰを用いてワニス化）
ＰＥＳ：ポリエーテルスルホン（商品名：スミカエクセル４８００Ｇ、住友化学社製、使用時にＮＭＰを用いてワニス化）
ＰＥＩ：ポリエーテルイミド（商品名：ウルテム１０００、サビック社製、使用時にＮＭＰを用いてワニス化）
ＰＳＵ：ポリスルホン（商品名：ユーデルＰ３７０３、ソルベイスペシャルティポリマーズ社製、使用時にＮＭＰを用いてワニス化）
ＰＰＳ：ポリフェニレンスルフィド（商品名：ＤＩＣＰＰＳ  ＦＸ−２１００、ＤＩＣ社製、樹脂を溶融させた後、押出被覆して融着層ないし絶縁層を形成）
ＰＥＴ：ポリエチレンテレフタレート（商品名：ＴＲ８５５０、帝人社製、樹脂を溶融させた後、押出被覆して融着層を形成）
ＣＯＣ：シクロオレフィンコポリマー（商品名：ゼオノア１６００、日本ゼオン社製、樹脂を溶融させた後、押出被覆して融着層を形成）
ＰＥＥＫ：ポリエーテルエーテルケトン（商品名：キータスパイアＫＴ−８２０、ソルベイスペシャルティポリマーズ社製、樹脂を溶融させた後、押出被覆して絶縁層を形成）
【００５５】
【表１】
2017117681.tif 000003
【００５６】
上記表に示されるように、絶縁電線が融着層を有しない場合は固着力が弱く、本発明の目的を達成できなかった（比較例１）。
また、絶縁電線が最表層として融着層を有していても、融着層を構成する樹脂が融点を有する場合には、２５０℃における引張弾性率が本発明で規定する範囲内であっても、高温下に長時間曝されると絶縁破壊が生じやすく長期耐熱性に劣る結果となった（比較例２）。かかる長期耐熱性は、融着層を構成する樹脂として２５０℃における引張弾性率が高いものを用いることにより改善するが、この場合には逆に、高温下での固着力に劣る結果となった（比較例３）。また、融着層として融点を有しない樹脂を用いた場合でも、当該樹脂の２５０℃における引張弾性率が本発明で規定するよりも低いと、高温下の固着力に劣り、また長期耐熱性にも劣る結果となった（比較例４）。
これに対し、本発明に包含される実施例１〜１３の絶縁電線は、高温下における固着力に優れ、且つ、長期耐熱性にも優れていた。
【符号の説明】
【００５７】
１、２  絶縁電線
１１、２１  導体
１２、２２  熱硬化性樹脂層
１３、２４  融着層
２３  絶縁層
１４、２５  樹脂被覆層
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】
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【図２】
2017117681.tif 000005
【図３】
2017117681.tif 000006
【図４】
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