KR20200120609A - 절연 와이어, 코일 및 전기·전자 기기 - Google Patents

Abstract

평각 도체 상에, 피복층으로서 열가소성 수지층(A)을 가지는 절연 와이어로서, 상기 열가소성 수지층(A)의, 상기 절연 와이어 단면의 적어도 1개의 변에 대응하는 부분의 표면에 상기 절연 와이어의 길이 방향으로 연속한 적어도 1개의 돌기부를 가지고, 상기 절연 와이어 단면에 있어서, 상기 돌기부와 그 돌기부를 가지는 표면의 평탄부가 곡률 반경 0.01∼0.75㎜의 곡선부를 형성하고, 상기 절연 와이어 단면에 있어서, 상기 돌기부의 측면이, 그 돌기부를 가지는 표면의 평탄부에 대해서 90° 미만의 경사면을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 절연 와이어, 이 절연 와이어가 권선 가공된 코일 및 이 코일을 이용해서 이루어지는 전기·전자 기기.

Description

절연 와이어, 코일 및 전기·전자 기기

본 발명은, 절연 와이어, 코일 및 전기·전자 기기에 관한 것이다.

도체가 절연 피막으로 피복된 절연 전선은, 각종 전기·전자 기기에 조립되는 코일에 사용된다. 코일은, 모터나 변압기로 대표되는 전기·전자 기기에 특히 많이 사용되고 있다. 근래, 전기·전자 기기의 소형화 및 고성능화에 수반하여, 절연 전선이 매우 좁은 부분에 밀어넣어지도록 되고 있다. 이것에 의해, 고정자(스테이터)의 슬롯 단면적에서 차지하는 전(全)도체의 단면적(각 절연 전선의 도체 단면적의 합계)의 비율(도체 점적율)이 매우 높아지게 되어지고 있다. 고정자에 있어서의 슬롯중의 도체 점적율에 의해, 전기·전자 기기의 성능이 결정된다고 해도 과언은 아니다.

고정자에 있어서의 슬롯 내부에, 둥근 단면의 절연 전선을 세밀 충전한 경우, 데드 스페이스(절연 전선 사이의 공간)가 존재한다. 이와 같은 둥근 단면의 절연 전선에 대해서, 점적율을 향상시키기 위해, 도체의 단면 형상이 사각형(四角形)(정방형이나 장방형)과 유사한 평각선의 절연 전선이 이용되도록 되어졌다. 평각선의 사용은, 둥근 단면의 절연 전선과 비교하여, 데드 스페이스를 감소시키는 것에 의해, 고정자에 있어서의 슬롯중의 도체 점적율을 향상시킬 수가 있다.

또, 절연 피막의 단면적을 작게 함으로써, 고정자에 있어서의 슬롯중의 도체 점적율의 향상을 기대할 수 있다. 그러나, 절연 피막의 단면적을 작게 하면, 그의 전기적인 성능(절연 파괴 특성 등)을 희생시킬 우려가 있다.

이와 같은 상황을 감안해서, 특허문헌 1에는, 절연지(絶緣紙)를 생략한 고정자의 슬롯 및/또는 인접하는 절연 전선간의 코로나 특성을 향상시키고, 절연 피막의 두께를 저감하며, 또 상처가 나기 어려운 권선용의 절연 전선이 기재되어 있다. 이 절연 전선은, 도체 상에 직접 또는 간접적으로 열가소성 수지 피복층이 형성되고, 그 열가소성 수지 피복층의 가장 외층(最外層)에 돌기가 마련되어 있다.

일본공개특허공보 특개2008－288106호

특허문헌 1에 기재된 발명은, 절연 피막의 단면적을 작게 해도, 절연지를 생략한 고정자의 슬롯에 있어서, 상기 성능을 발현한다. 그러나, 절연 전선의 코일을 형성하기 위한 굽힘 가공성에 대해서 더욱더 향상시킬 여지가 있다.

또, 근래, 모터 효율을 향상시키기 위해서 높은 전류를 흘리는 설계로 되어 있는 코일이 많고, 이것에 의해, 종래보다도 많은 줄열이 발생한다. 코일이 고온으로 되면 와전류 손실(eddy current loss)가 발생하고, 모터 효율이 저하한다. 그 때문에, 코일의 온도 상승을 억제하는 것이 요구된다.

본 발명은, 단면적에서 차지하는 도체 점적율이 크고, 원하는(所望) 갭 면적을 확보하고, 냉각액이나 기체에 의해 효율적으로 냉각할 수 있는 코일을 실현할 수 있고, 또 굽힘 가공성이 우수한 절연 와이어를 제공하는 것을 과제로 한다. 또, 본 발명은, 이 절연 와이어가 권선 가공된 코일을 제공하는 것을 과제로 한다. 또, 본 발명은, 이 코일을 이용해서 이루어지는 전기·전자 기기를 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명자들은, 예의 검토한 결과, 평각 도체 상에, 피복층으로서 열가소성 수지층을 가지는 절연 와이어에 있어서, 상기 열가소성 수지층의, 상기 절연 와이어 단면의 적어도 1개의 변에 대응하는 부분의 표면에, 상기 절연 와이어의 길이(長手) 방향으로 연속한 적어도 1개의 돌기부를 가지고, 이 돌기부와 그 돌기부를 가지는 표면의 평탄부가, 특정의 곡률 반경의 곡선부(curved section)를 이루고, 상기 돌기부의 측면이, 그 돌기부를 가지는 표면의 평탄부에 대해서 90° 미만의 경사면을 가지고 있음으로써, 굽힘 가공성이 우수하고, 고정자의 슬롯중의 도체 점적율을 향상시키고, 또, 코일 가공된 후에도 냉각액이나 기체 등이 통과하기 쉽게 하기 위한 갭 면적을 확보할 수 있는 것을 찾아냈다. 본 발명은 이 지견(知見)에 기초하여 이루어지기에 이른 것이다.

상기의 과제는 이하의 수단에 의해 해결되었다.

＜1＞

평각 도체 상에, 피복층으로서 열가소성 수지층(A)을 가지는 절연 와이어로서, 상기 열가소성 수지층(A)의, 상기 절연 와이어 단면의 적어도 1개의 변에 대응하는 부분의 표면에 상기 절연 와이어의 길이 방향으로 연속한 적어도 1개의 돌기부를 가지고,

상기 절연 와이어 단면에 있어서, 상기 돌기부와 그 돌기부를 가지는 표면의 평탄부가 곡률 반경 0.01∼0.75㎜의 곡선부를 형성하고,

상기 절연 와이어 단면에 있어서, 상기 돌기부의 측면이, 그 돌기부를 가지는 표면의 평탄부에 대해서 90° 미만의 경사면을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 절연 와이어.

＜2＞

상기 돌기부의 측면이, 상기 돌기부를 가지는 표면의 평탄부에 대해서 1 ∼ 80°의 경사면을 가지는 ＜1＞에 기재된 절연 와이어.

＜3＞

상기 돌기부의 높이가, 30㎛ 이상 3000㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 ＜1＞ 또는 ＜2＞에 기재된 절연 와이어.

＜4＞

상기 열가소성 수지층(A) 표면의, 상기 절연 와이어 단면의 적어도 한쌍의 대향하는 2변에 대응하는 부분의 표면의 각각에, 상기 돌기부를 1개씩 가지는 것을 특징으로 하는 ＜1＞ 내지 ＜3＞ 중 어느 한 항에 기재된 절연 와이어.

＜5＞

상기 열가소성 수지층(A) 표면의, 상기 절연 와이어 단면의 적어도 한쌍의 대향하는 2변에 대응하는 부분의 표면의 각각에, 상기 돌기부를 2개씩 가지는 것을 특징으로 하는 ＜1＞ 내지 ＜4＞ 중 어느 한 항에 기재된 절연 와이어.

＜6＞

상기 열가소성 수지층(A) 표면의, 상기 절연 와이어 단면의 짧은변에 대응하는 부분의 표면에 상기 돌기부를 가지는 ＜1＞ 내지 ＜5＞ 중 어느 한 항에 기재된 절연 와이어.

＜7＞

상기 평각 도체와 상기 열가소성 수지층(A) 사이에 절연층(B)을 가지고, 그 절연층(B)이, 열경화성 수지로 이루어지는 ＜1＞ 내지 ＜6＞ 중 어느 한 항에 기재된 절연 와이어.

＜8＞

상기 열가소성 수지층(A)의 평탄부의 표면 거칠기(조도) Ra가 0.01㎛ 이상 0.5㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 ＜1＞ 내지 ＜7＞ 중 어느 한 항에 기재된 절연 와이어.

＜9＞

상기 열가소성 수지층(A)이, 폴리에테르에테르케톤, 폴리페닐렌설파이드, 폴리에틸렌나프탈레이트 및/또는 열가소성 폴리이미드로 구성되는 것을 특징으로 하는 ＜1＞ 내지 ＜8＞ 중 어느 한 항에 기재된 절연 와이어.

＜10＞

＜1＞ 내지 ＜9＞ 중 어느 한 항에 기재된 절연 와이어가, 권선 가공된 것을 특징으로 하는 코일.

＜11＞

＜10＞에 기재된 코일을 이용해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기·전자 기기.

본 발명의 절연 와이어는, 단면적에서 차지하는 도체 점적율이 크고, 원하는 갭 면적을 확보하고, 냉각액이나 기체에 의해 효율적으로 냉각할 수 있는 코일을 실현할 수 있고, 굽힘 가공성(내굴곡성)이 우수하다. 본 발명에 의하면, 상기 절연 와이어를 권선 가공한 코일을 제공할 수가 있다. 또, 본 발명에 의하면, 상기 코일을 이용해서 이루어지는 전기·전자 기기를 제공할 수가 있다.

도 1은 절연 와이어 단면의 대향하는 2개의 긴변이, 각각, 절연 와이어의 길이 방향으로 연속한 2개의 돌기부를 가지고, 절연 와이어 단면의 대향하는 2개의 짧은변이, 각각, 절연 와이어의 길이 방향으로 연속한 1개의 돌기부를 가지는, 본 발명의 1실시형태에 관계된 절연 와이어의 모식적인 단면도이다.
도 2는 절연 와이어 단면의 대향하는 2개의 짧은변이, 각각, 절연 와이어의 길이 방향으로 연속한 2개의 돌기부를 가지는, 본 발명의 1실시형태에 관계된 절연 와이어의 모식적인 단면도이다.
도 3은 절연 와이어 단면의 대향하는 2개의 긴변이, 각각, 절연 와이어의 길이 방향으로 연속한 1개의 돌기부를 가지고, 절연 와이어 단면의 대향하는 2개의 짧은변이, 각각, 절연 와이어의 길이 방향으로 연속한 1개의 돌기부를 가지는, 본 발명의 1실시형태에 관계된 절연 와이어의 모식적인 단면도이다.
도 4는 절연 와이어 단면의 대향하는 2개의 긴변이, 각각, 절연 와이어의 길이 방향으로 연속한 1개의 돌기부를 가지는, 본 발명의 1실시형태에 관계된 절연 와이어의 모식적인 단면도이다.
도 5는 절연 와이어 단면의 1개의 짧은변이, 절연 와이어의 길이 방향으로 연속한 1개의 돌기부를 가지는, 본 발명의 1실시형태에 관계된 절연 와이어의 모식적인 단면도이다.
도 6은 절연 와이어 단면의 1개의 긴변이, 절연 와이어의 길이 방향으로 연속한 1개의 돌기부를 가지고, 절연 와이어 단면의 1개의 짧은변이, 절연 와이어의 길이 방향으로 연속한 1개의 돌기부를 가지는, 본 발명의 1실시형태에 관계된 절연 와이어의 모식적인 단면도이다.
도 7은 절연 와이어 단면의 대향하는 2개의 긴변이, 각각, 절연 와이어의 길이 방향으로 연속한 1개의 돌기부를 가지고, 절연 와이어 단면의 대향하는 2개의 짧은변이, 각각, 절연 와이어의 길이 방향으로 연속한 1개의 돌기부를 가지는, 본 발명의 1실시형태에 관계된 절연 와이어의 모식적인 단면도이다.
도 8은 절연 와이어 단면의 대향하는 2개의 긴변이, 각각, 절연 와이어의 길이 방향으로 연속한 2개의 돌기부를 가지고, 절연 와이어 단면의 대향하는 2개의 짧은변이, 각각, 절연 와이어의 길이 방향으로 연속한 1개의 돌기부를 가지는, 본 발명의 1실시형태에 관계된 절연 와이어의 모식적인 단면도이다.
도 9는 비교예 3에서 제작한 절연 와이어의 모식적인 단면도이다.
도 10은 본 발명의 절연 와이어의 1예에 있어서, 길이 방향으로 연속한 돌기부를 가지는 형태의 모식도이다.
도 11은 길이 방향으로 불연속적으로 형성된 돌기부를 가지는 절연 와이어의 1예이다.

(절연 와이어)

본 발명의 절연 와이어는, 평각 도체 상에, 피복층으로서 열가소성 수지층(A)을 가진다. 본 발명의 절연 와이어는, 상기 열가소성 수지층(A)의, 상기 절연 와이어 단면의 적어도 1개의 변에 대응하는 부분의 표면에, 상기 절연 와이어의 길이 방향으로 연속한 적어도 1개의 돌기부를 가진다. 본 발명의 절연 와이어는, 와이어 단면에 있어서, 상기 돌기부와 그 돌기부를 가지는 표면이, 곡률 반경 0.01∼0.75㎜의 곡선부를 가진다. 본 발명의 절연 와이어에 있어서, 상기 돌기부의 측면은, 그 돌기부를 가지는 표면의 평탄부에 대해서 90° 미만의 경사면을 가지고 있다. 경사면은, 돌기부의 중심을 향해 경사져 있다. 상기 절연 와이어 단면은, 길이 방향에 대해서 수직인 단면이다.

이하, 도 1을 참조하여, 본 발명의 절연 와이어의 1실시형태를 설명한다.

본 발명의 절연 와이어(10)는, 평각 도체(1) 상에, 피복층으로서 열가소성 수지층(2)을 가진다. 본 발명의 절연 와이어(10)는, 절연 와이어 단면의 대향하는 2개의 긴변에 대응하는 부분의 표면이, 각각, 절연 와이어의 길이 방향으로 연속한 2개의 돌기부를 가진다. 이들 돌기부는, 그 돌기부를 가지는 표면의 평탄부에 대해서, 90° 미만의 경사면(5)을 가지고 있다. 본 발명의 절연 와이어(10)는, 절연 와이어 단면의 대향하는 2개의 짧은변에 대응하는 부분의 표면이, 각각, 절연 와이어의 길이 방향으로 연속한 1개의 돌기부를 가진다. 이들 돌기부는, 그 돌기부를 가지는 표면의 평탄부에 대해서, 90° 미만의 경사면(5)을 가지고 있다. 본 발명의 절연 와이어(10)는 그의 단면에 있어서, 상기 돌기부와 그 돌기부를 가지는 표면의 평탄부와의 경계가, 곡률 반경 0.01∼0.75㎜의 곡선부(4)를 이룬다.

도 8은, 본 발명의 절연 와이어의 다른 실시형태이고, 평각 도체(1) 상에 절연층(3)을 가지고, 이 절연층(3) 상에 열가소성 수지층(2)을 가지는 것 이외는, 도 1에 도시하는 실시형태의 절연 전선과 동일하다.

또한, 도 1에 도시하는 실시형태의 절연 전선에 있어서, 평각 도체(1)와 열가소성 수지층(2) 사이에, 중간층(A1)을 가져도 좋다. 도 5∼도 7에 도시하는 실시형태의 절연 와이어도 마찬가지이다.

도 8에 도시하는 실시형태의 절연 와이어에 있어서, 평각 도체(1)와 절연층(3) 사이에, 중간층(A2)을 가져도 좋다. 또, 절연층(3)과 열가소성 수지층(2) 사이에, 중간층(B1)을 가져도 좋다. 도 2∼도 4 및 도 8에 도시하는 실시형태의 절연 와이어도 마찬가지이다.

중간층(A1), (A2) 내지 (B1)은 도시를 생략한다.

또, 이들 각 층은, 1층이더라도 2층 이상의 복수층으로 이루어져 있어도 좋다.

이하, 평각 도체부터 순서대로 설명한다.

＜평각 도체＞

본 발명의 절연 와이어에 이용하는 평각 도체로서는, 통상의 절연 와이어에서 이용되고 있는 것을 사용할 수 있고, 동선(銅線), 알루미늄선 등의 금속 도체를 들 수 있다. 바람직하게는, 동선이고, 보다 바람직하게는, 산소 함유량이 30ppm 이하인 저산소 동, 더욱더 바람직하게는 20ppm 이하인 저산소 동 또는 무산소 동의 도체이다. 산소 함유량이 30ppm 이하이면, 도체를 용접하기 위해서 열로 용융시킨 경우, 용접 부분에 함유 산소에 기인하는 보이드의 발생이 없고, 용접 부분의 전기 저항이 악화되는 것을 방지함과 동시에 용접 부분의 강도를 보존유지(保持)할 수가 있다.

본 발명의 절연 와이어에 이용되는 평각 도체는, 단면 형상이, 평각 형상이다. 평각 형상의 도체는 원형의 것과 비교하여, 권선시에, 고정자의 슬롯에 대한 점유율이 높다. 따라서, 이와 같은 용도에 바람직하다.

평각 도체는, 각부(角部)로부터의 부분 방전을 억제한다는 점에 있어서, 도 1∼도 8에 도시하는 바와 같이 네 모서리에 모따기(面取)(곡률 반경 r)를 마련한 형상인 것이 바람직하다. 곡률 반경 r은, 0.6㎜ 이하가 바람직하고, 0.2∼0.4㎜의 범위가 보다 바람직하다.

평각 도체의 단면의 크기는, 특별히 한정되지 않지만, 폭(긴변)은 1.0∼5.0㎜가 바람직하고, 1.4∼4.0㎜가 보다 바람직하고, 두께(짧은변)는 0.4∼3.0㎜가 바람직하고, 0.5∼2.5㎜가 보다 바람직하다. 폭(긴변)과 두께(짧은변)의 길이의 비율은, 1：1∼4：1이 바람직하다. 또한, 본 발명의 절연 와이어에서 사용하는 평각 도체의 단면은, 폭과 두께가 동일한 길이, 즉, 대략 정방형이더라도 좋다. 도체의 단면이 대략 정방형인 경우, 긴변은 도체의 단면의 하나의 대향하는 2개의 변의 각각을 의미하고, 짧은변은 다른 대향하는 2개의 변의 각각을 의미한다.

＜열가소성 수지층(A)＞

본 발명의 절연 와이어는, 열가소성의 수지로 이루어지는 열가소성 수지층(A)을 가진다.

본 발명의 절연 와이어는, 평각 도체 상에 직접, 열가소성 수지층(A)을 가져도 좋고, 중간층(A1), 절연층(B) 및/또는 중간층(B)을 거쳐서, 압출 피복 수지층으로서, 열가소성 수지층(A)을 가져도 좋다. 또한, 중간층(A) 및 (B)는, 절연층(B)과 마찬가지로 해서 형성할 수가 있다. 절연층(B)의 형성 방법은 후술한다.

압출 피복 수지층을 마련하는 것에 의해, 부분 방전 발생 전압이 높은 절연 와이어를 얻을 수가 있다.

압출 피복법의 이점은, 제조 공정에서 베이킹로(燒付爐)를 통과시킬 필요가 없기 때문에, 평각 도체의 산화 피막층의 두께를 성장시키는 일 없이 열가소성 수지층(A)의 두께를 두껍게 할 수 있다는 것이다.

압출 피복 수지층에 이용하는 수지는, 열가소성의 수지를 사용하고, 그 중에서도 내열성이 우수한 열가소 수지를 이용하는 것이 바람직하다.

이와 같은 열가소성 수지로서는, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 테트라플루오로에틸렌－헥사플루오로프로필렌 공중합체(FEP), 테트라플루오로에틸렌－에틸렌 공중합체(ETFE), 테트라플루오로에틸렌·퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체(PFA), 열가소성 폴리아마이드(TPA), 열가소성 폴리에스터(TPE), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리뷰틸렌테레프탈레이트(PBT), 열가소성 폴리이미드(TPI), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 변성 폴리에테르에테르케톤(변성 PEEK) 등을 들 수 있다.

이 중, PEEK로서는, 예를 들면, 키타스파이어(KetaSpire) KT－820(솔베이 스페셜티 폴리머즈(Solvay Specialty Polymers)사제, 상품명), PEEK450G(빅트렉스 재팬(Victrex Japan)사제, 상품명), 변성 PEEK로서는, 아바스파이어(AvaSpire) AV－650(솔베이 스페셜티 폴리머즈사제, 상품명), AV－651(솔베이 스페셜티 폴리머즈사제, 상품명), TPI로서는, 오럼(AURUM) PL450C(미츠이 카가쿠(三井化學)사제, 상품명), PPS로서는, 포트론(Fortron) 0220 A9(폴리플라스틱사제, 상품명), PPS　FZ－2100(DIC사제, 상품명), 열가소성 PA로서는, 나일론 6, 6의 FDK－1(유니치카사(UNITIKA LTD.)제, 상품명), 나일론 4, 6의 F－5000(유니치카사제, 상품명), 나일론 6, T의 알렌(ARLEN) AE－420(미쓰이 세키유 카가쿠(三井石油化學)사제, 상품명), 나일론 9, T의 제네스타(Genestar) N1006D(쿠라레이(Kuraray)사제, 상품명) 등의 시판품을 들 수가 있다.

또한, 변성 PEEK로서는, PEEK에 대해서 PPS, PES, PPSU 및/또는 PEI를 얼로이화한 것 등이 있고, 예를 들면, 솔베이 스페셜티 폴리머즈사제의 아바스파이어 AV－621, AV－630, AV－651, AV－722, AV－848 등을 들 수 있다.

이들 열가소성 수지 중, PEEK, PPS, TPI, PEN이 바람직하다.

그 중에서도, 압출 피복 수지층에 이용하는 수지는, 부분 방전 발생 전압을 낮게 하고, 또한 내용제성을 고려하면 결정성 수지를 이용하는 것이 더욱더 바람직하다.

특히 본 발명의 절연 와이어는, 권선 가공시에 피막이 손상되기 어려운 것이 요구되기 때문에, 결정성이며 특히 탄성률이 높은 변성 PEEK, PEEK, PPS를 이용하는 것이 바람직하다.

또한, 사용하는 열가소성 수지는, 1종만을 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상을 혼합해서 사용해도 좋다. 또, 복수층의 열가소성 수지층(A)으로 이루어지는 적층 압출 피복 수지층의 경우, 각 층에서 서로 다른 열가소성 수지를 이용해도, 다른 혼합 비율의 열가소성 수지를 사용해도 좋다.

2종의 열가소성 수지를 혼합해서 사용하는 경우는, 예를 들면 양자(兩者)를 폴리머 얼로이화해서 상용형(相溶型)의 균일한 혼합물로서 사용하거나, 비상용계의 블렌드를, 상용화제를 이용해서 상용 상태를 형성해서 사용할 수가 있다.

압출 피복 수지층의 두께는, 특별히 제한되지 않지만, 30∼300㎛가 바람직하다. 이 두께는, 돌기부를 가지지 않는 상태에서의 두께, 즉, 평탄부의 두께이다. 압출 피복 수지층의 두께가 너무 작으면, 절연성이 저하하고 부분 방전 열화(劣化)가 생기기 쉬워져 코일로서의 요구를 만족시킬 수 없다. 압출 피복 수지층의 두께가 너무 크면, 절연 와이어의 강성이 너무 높아져 굽힘 가공이 곤란하게 됨과 동시에 비용 상승(cost up)의 원인으로도 이어진다.

본 발명의 절연 와이어에서는, 상기 압출 피복 수지층의 두께는, 50∼250㎛가 보다 바람직하고, 60∼200㎛가 더욱더 바람직하다.

열가소성 수지층(A)의 평탄부의 표면 거칠기 Ra는 특별히 제한되지 않지만, Ra 0.01㎛ 이상 0.5㎛ 이하인 것이 바람직하다. 이 범위에 있음으로써, 본 발명의 절연 와이어는, 냉각 오일에 의한 냉각 효율이 우수하다.

또한, 본 발명의 설명에 있어서, 표면 거칠기 Ra는, (주)도쿄 세이미츠(東京精密)제의 접촉식 표면 조도계(roughness meter) 서프콤 플렉스(SURFCOM FLEX)－50 A 혹은 (주)키엔스(KEYENCE CORPORATION)제의 비접촉식 레이저 현미경 VK－X(어느것이나 상품명)에 의해 JIS　B　0601：2013에 따라서, 하기 측정 조건에서 구한 값으로 한다.

(측정 조건)

Ra를 측정하는 길이(측정 길이)에 대해서는 JIS　B　0633：2001에 기재되어 있는 평가 길이의 표준값으로 측정을 실시한다. 표면 형상을 정확하게 측정하기 위해서, 필요에 따라, 표면의 부착물 등은 에어블로에 의해 제거하고, 기름 등이 도포되어 있는 경우에는 헥산 등의 유기 용제를 스며들게 한 걸레(waste)로 가볍게 세정한다. 측정 환경은 온도 25℃±5℃, 습도 50%±10%로 한다. 측정 결과에 영향을 주기 때문에, 시료는 피막에의 변형을 가하지 않게 하면서 가능한 한 곧게 한다. 측정은, 측정 길이 1점 당의 데이터를 N=1로 하고, N=10의 평균값을 사용하는 것으로 한다.

본 발명의 절연 와이어는, 절연 와이어 단면의 적어도 1개의 변에 대응하는 부분의 표면, 즉, 열가소성 수지층(A)의 표면에, 상기 절연 와이어의 길이 방향으로 연속한 적어도 1개의 돌기부를 가진다. 본 발명의 절연 와이어는, 와이어 단면에 있어서, 상기 돌기부와 그 돌기부를 가지는 변의 평탄부로 형성되는 곡선부의 곡률 반경이 0.01∼0.75㎜이고, 상기 돌기부의 측면이, 그 돌기부를 가지는 표면의 평탄부에 대해서 90° 미만의 경사면을 가지고 있다. 즉, 상기 절연 와이어 단면에 있어서, 돌기부는, 당해(當該) 돌기부를 가지는 표면의 평탄부에 대해서 수직으로 융기하는 측면 부분을 가지지 않는다.

곡률 반경이 0.01∼0.75㎜인 것에 의해, 굽힘 가공성의 향상과 갭 면적의 확보를 양립시킬 수가 있다.

또, 돌기부가 절연 와이어의 길이 방향으로 연속해 있는 것에 의해, 내굴곡성을 향상시킬 수가 있다.

또, 돌기부가 경사면을 가지지 않는, 즉, 돌기부의 측면이 변에 대응하는 부분(평탄부)의 표면에 대해서 수직이면, 선재를 굽힘 가공했을 때에, 돌기부와 평탄부가 접촉하는 부분(돌기부와 평탄부와의 이음매)에 응력이 집중하고, 압출 피복층에 균열(龜裂)이 생겨서, 절연성을 보존유지할 수 없다.

상기 경사면의 평탄부 표면(기준면)에 대한 각도는, 90° 미만이면 좋고, 갭 면적과 가공성을 양립해서 향상시키기 위해, 5∼80°가 바람직하고, 10∼60°가 보다 바람직하다. 상기 각도의 상한은, 60° 미만이 더욱더 바람직하고, 또 굽힘 가공성의 관점에서 30° 미만이 특히 바람직하다.

본 발명의 절연 와이어의 단면의 돌기부를 가지는 1개의 변에 있어서, 돌기부를 마련하지 않는 상태의 평탄부의 열가소성 수지층(A)의 막두께(최소 막두께)를 a㎛, 돌기부의 최대 높이 부분에 있어서의 열가소성 수지층(A)의 막두께(최대 막두께)를 b㎛로 했을 때(1개의 변이 복수의 돌기부를 가지는 경우는 각 돌기부의 최대 막두께의 평균을 b㎛로 한다), a/b의 값이 0.60 이상 0.90 이하인 것이 바람직하다. 따라서, 복수의 변이 돌기부를 가지는 경우는, 각각의 변에 있어서, a/b의 값이 0.60 이상 0.90 이하인 것이 바람직하다.

또, 1개의 변에 복수의 돌기부를 가지는 경우, 각각의 돌기부에서, a/b의 값이 0.60 이상 0.90 이하인 것이 특히 바람직하다.

여기서, 최소 막두께는, 상기와 같이, 돌기부를 마련하지 않는 상태에서의 막두께이고, 동일 변 상에서, 돌기부가 형성되어 있지 않은 부분의 막두께이다.

또한, 본 발명의 절연 와이어에 있어서, 돌기부란, 돌기부의 양측에 막두께가 변곡점을 나타내는 것에만 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 변의 단부에 돌기부가 마련된 경우와 같이, 돌기부가 형성된 변의 단부 방향이나 짧은변 방향(두께 방향)에 변곡점을 나타내지 않는 것도 포함한다. 또, 본 발명의 절연 와이어에 있어서의 돌기부는, 돌기부와 각 변의 단부 혹은 돌기부와 평탄부가 매끄럽게 접속한다. 돌기부와 그 돌기부를 가지는 변의 평탄부가, 곡률 반경 0.01∼0.75㎜의 곡선부를 가진다. 이 돌기부는, 평탄부로부터 직사각형 모양으로 돌출하는 것이 아닌 것으로 인해, 돌기부와 각 변 단부의 경계나 돌기부와 평탄부의 경계에 응력 집중하는 일이 없다. 여기서, 돌기부를 변의 양단 근방에 각각 1개씩 가지는 경우에, 돌기부와 변의 단부의 접속은, 돌기부와 변의 단부를, 평탄부를 거쳐서 접속해도, 돌기부와 변의 단부를 직접 접속해도 좋다.

상기 a/b의 값은, 0.65 이상 0.85 이하가 바람직하고, 0.70 이상 0.80 이하가 보다 바람직하다.

한편, 이 중의, 최소 막두께 a는, 30㎛ 이상 200㎛ 이하가 바람직하고, 50㎛ 이상 170㎛ 이하가 보다 바람직하고, 80㎛ 이상 140㎛ 이하가 더욱더 바람직하고, 90㎛ 이상 120㎛ 이하가 특히 바람직하다.

또, 돌기부의 최대 막두께 혹은 돌기부의 최대 막두께의 평균 b는, 30㎛ 이상 350㎛ 이하가 바람직하고, 40㎛ 이상 250㎛ 이하가 보다 바람직하고, 50㎛ 이상 200㎛ 이하가 더욱더 바람직하다. 또, 평균 b는, 60㎛ 이상 3200㎛ 이하가 바람직하다.

또, 돌기부의 높이, 즉, 평탄부 표면으로부터 돌기부 최대 높이 부분까지의 거리(b－a)는, 갭 면적을 충분히 확보해서 냉각 효율을 향상시키기 위해, 30㎛ 이상 3000㎛ 이하가 바람직하고, 50㎛ 이상 300㎛ 이하가 보다 바람직하다. 또, 상기 거리는, 20㎛ 이상 300㎛ 이하인 것도 바람직하다.

본 발명에 있어서의 돌기부의 단면 형상은, 도 1∼도 8에 도시하는 바와 같이, 순차 두께가 증가하고, 돌기부의 극대점을 지나면 반대로, 순차 두께가 감소하는 돌기부가 바람직하고, 이른바 정점을 1개 가지는 산형(山形) 형상의 돌기부가 바람직하다(이 경우, 최대 높이는 정점 부분으로 된다.). 즉, 돌기부의 정점(극대점을 향해, 일시에 평탄하게 되어도 좋지만, 순차 증대, 바꾸어 말하면, 감소를 포함하지 않고, 순차 증대하고, 극대점인 정점)을 지나면, 증대하는 일 없이, 순차 감소하는 커브의 돌기부가 바람직하다.

또한, 1개의 돌기부의 밑변(底邊)을 차지하는 비율은, 변의 길이를 L로 한 경우, L/2∼L/10이 바람직하다.

(돌기부의 배치)

본 발명의 절연 와이어의 돌기부의 배치는, 이하의 1)∼3)이 바람직하다.

1) 열가소성 수지층(A) 표면의, 절연 와이어 단면의 적어도 한쌍의 대향하는 2변에 대응하는 부분의 각각에, 돌기부를 1개씩 가진다(예를 들면, 도 4, 도 7). 이와 같이 돌기부가 배치되는 것에 의해, 코일 가공할 때에, 절연 와이어를 에지 방향 및 플랫 방향의 어느 쪽으로 구부렸을 때에도 원하는 갭 면적을 효율적으로 확보할 수가 있다.

2) 열가소성 수지층(A) 표면의, 절연 와이어 단면의 적어도 한쌍의 대향하는 2변에 대응하는 부분의 각각에, 돌기부를 2개씩 가진다(예를 들면, 도 2). 이와 같이 돌기부가 배치되는 것에 의해, 절연 와이어를 겹쳐쌓는 경우에 있어서, 절연 와이어끼리를 규정된 위치에 안정시킬 수 있어, 모터로서 차량에 탑재(車搭)되었을 때의 진동에 강해진다.

3) 열가소성 수지층(A) 표면의, 절연 와이어 단면의 짧은변에 대응하는 부분에 돌기부를 가진다(예를 들면, 도 5). 이와 같이 돌기부가 배치되는 것에 의해, 슬롯 내에 있어서, 절연 와이어와 코어 사이에 스페이스가 생기기 때문에, 코일 엔드 이외에도 효과적으로 냉각하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본원 명세서에서는, 「변」이란 상기 곡률 반경 r을 갖는 각부(角部)를 포함하지 않는, 이른바 돌기부를 마련하기 전의 직선 부분만을 나타낸다.

본 발명의 절연 와이어에 있어서, 1쌍의 대향하는 2변에 대응하는 부분의 표면의 각각에, 돌기부를 가지는 경우, 이들 돌기부의 a/b의 값을 동일한 값으로 해도, 서로 다른 값으로 해도 상관없다. 이 경우, 단면 형상으로, 대향하는 2개의 변을, 돌기부의 배치에 관해서는, 대향하는 2개의 변의 중심점 또는 중심선에 대해서, 점대칭 또는 선대칭인 것이 바람직하다. 돌기부의 높이에 대해서는, 각각의 변에 있어서, 혹은 각각의 돌기부에 있어서 다른 것이라도 상관없지만, 동일한 변에 돌기부가 2개 있는 경우는, 각각의 돌기부의 높이는, 절연 와이어의 사용시를 상정하면 동일한 것이 바람직하다.

여기서, 본 발명의 절연 와이어의 단면에 있어서, 1개의 변에 돌기부를 1개 가지는 경우, 변의 중앙 근방에 가지는 것이 바람직하다.

한편, 1개의 변에 적어도 2개의 돌기부를 가지는 경우는, 돌기부를 변의 양단 근방에 각각 1개 가지는 것이 바람직하다. 또, 1개의 돌기부를 변의 단 근방에 가지고, 다른 1개의 돌기부를 변의 중앙으로부터 그 변의 단까지의 중간점부터 돌기부를 가지지 않는 측의 단까지의 사이에 가지는 것이 바람직하다. 또, 변의 중앙으로부터 변의 단까지의 중간점으로부터 변의 양단까지의 사이에 각각 1개 가지는 것이 바람직하다.

1개의 변에 적어도 2개의 돌기부를 가지는 경우, 그 중에서도, 돌기부를 변의 양단 근방에 각각 1개 가지거나, 또는 변의 중앙으로부터 변의 단까지의 중간점으로부터 변의 양단까지의 사이에 좌우 각각 1개 가지는 것이 바람직하다.

또한, 변의 중앙 근방이란, 변의 길이를 L로 한 경우, 변의 중앙 및 중앙으로부터 ±L/10의 범위를 의미한다. 본 발명에 있어서는, 돌기부의 극대점을 변의 중앙점에 마련하는 것이 바람직하다.

한편, 변의 단 근방이란, 변의 말단으로부터 L/10의 범위를 의미한다. 본 발명에 있어서는, 돌기부의 극대점을 변의 단 근방에 마련하는 것이 바람직하다.

이와 같은 단면 형상의 열가소성 수지층(A)은, 원하는 단면의 형상과 상사형의 압출 다이를 이용해서, 압출기로, 압출 피복함으로써 형성할 수 있다.

본 발명의 절연 와이어에 있어서, 특성에 영향을 미치지 않는 범위에서, 압출 피복 수지층을 얻는 원료에, 결정화 핵제, 결정화 촉진제, 기포화 핵제, 산화 방지제, 대전 방지제, 자외선 방지제, 광 안정제, 형광 증백제, 안료, 염료, 상용화제, 활제(滑劑, lubricant), 강화제, 난연제, 가교제, 가교 조제(助劑), 가소제, 증점제(增粘劑), 감점제(減粘劑), 및 일래스토머 등 중의 적어도 1종을 배합해도 좋다. 또, 얻어지는 절연 와이어에, 이들 첨가제를 함유하는 수지로 이루어지는 층을 적층해도 좋고, 이들 첨가제를 함유하는 도료를 코팅해도 좋다.

＜절연층(B)＞

본 발명의 절연 와이어는, 평각 도체와 열가소성 수지층(A) 사이에, 내열성의 부여 및 도체의 절연성을 효과적으로 확보하기 위해, 에나멜 베이킹층으로서, 열경화성의 수지로 이루어지는 절연층(B)을 적어도 1층 가져도 좋다.

또한, 본 발명의 절연 와이어에 있어서, 1층이란, 층을 구성하는 수지 및 함유하는 첨가물이 완전히 동일한 층을 적층한 경우는 동일층으로 하는 것이다. 동일 수지로 구성되어 있어도 첨가물의 종류나 배합량이 다른 등, 층을 구성하는 조성물이 다른 층은, 서로 다른 층으로서 카운트한다.

이것은, 에나멜 베이킹층 이외의 다른 층에 있어서도 마찬가지이다.

에나멜 베이킹층은, 수지 바니시(와니스)를 평각 도체 상에 복수회 도포, 베이킹해서 형성한 것이다. 에나멜 베이킹층은, 필요에 따라 산화 방지제, 대전 방지제, 자외선 방지제, 광 안정제, 형광 증백제, 안료, 염료, 상용화제, 활제, 강화제, 난연제, 가교제, 가교 조제, 가소제, 증점제, 감점제, 및 일래스토머 등 중의 적어도 1종을 함유해도 좋다. 수지 바니시를 도포하는 방법은 상법(常法)으로 좋고, 예를 들면, 도체 형상의 상사형으로 한 바니시 도포용 다이스를 이용하는 방법이 있다. 이들 수지 바니시를 도포한 평각 도체는 역시 상법으로 베이킹로에서 베이킹된다. 구체적인 베이킹 조건은 그 사용되는 노(爐)의 형상 등에 좌우되지만, 대략 8m의 자연 대류식의 수형로(竪型爐, vertical furnace)이면, 400∼500℃에서 통과 시간을 10∼90초로 설정하는 것에 의해 달성할 수가 있다.

수지 바니시는, 열경화성 수지를 바니시화시키기 위해서 유기 용매 등을 사용하지만, 유기 용매로서는, 열경화성 수지의 반응을 저해하지 않는 한은 특별히 제한은 없고, 예를 들면, N－메틸－2－피롤리돈(NMP), N, N－다이메틸아세트아마이드(DMAC), 다이메틸설폭사이드, N, N－다이메틸폼아마이드 등의 아마이드계 용매, N, N－다이메틸에틸렌유레아, N, N－다이메틸프로필렌유레아, 테트라메틸요소(尿素) 등의 요소계 용매, γ－부티롤락톤, γ－카프로락톤 등의 락톤계 용매, 프로필렌 카보네이트 등의 카보네이트계 용매, 메틸에틸케톤, 메틸아이소뷰틸케톤, 사이클로헥산온 등의 케톤계 용매, 초산 에틸, 초산 n－뷰틸, 뷰틸셀로솔브 아세테이트, 뷰틸카르비톨 아세테이트, 에틸셀로솔브 아세테이트, 에틸카르비톨 아세테이트 등의 에스터계 용매, 다이글라임, 트라이글라임, 테트라글라임 등의 글라임계 용매, 톨루엔, 자일렌, 사이클로헥산 등의 탄화 수소계 용매, 설포레인 등의 설폰계 용매 등을 들 수 있다.

이들 유기 용매 중, 고용해성, 고반응 촉진성 등의 점에서 아마이드계 용매, 요소계 용매가 바람직하고, 가열에 의한 가교 반응을 저해하기 쉬운 수소 원자를 가지지 않기 때문에, N－메틸－2－피롤리돈, N, N－다이메틸아세트아마이드, N, N－다이메틸에틸렌유레아, N, N－다이메틸프로필렌유레아, 테트라메틸요소가 보다 바람직하고, N－메틸－2－피롤리돈이 특히 바람직하다.

또한, 열경화성 수지층(B)인 에나멜 베이킹층은, 평각 도체의 외주에 직접 마련해도 좋고, 중간층(A)을 거쳐서 마련해도 좋다.

열경화성 수지 바니시의 열경화성 수지는, 통상의 에나멜선에 이용되고 있는 재료를 사용할 수 있고, 예를 들면, 폴리아마이드이미드(PAI), 폴리이미드(PI), 폴리에스터이미드, 폴리에테르이미드, 폴리이미드하이단토인 변성 폴리에스터, 폴리아마이드, 포말, 폴리우레탄, 열경화성 폴리에스터(PEst), H종 폴리에스터(HPE), 폴리비닐포말, 에폭시 수지, 폴리하이단토인을 들 수 있다.

바람직하게는 내열성에 있어서 우수한, 폴리이미드(PI), 폴리아마이드이미드(PAI), 폴리에스터이미드, 폴리에테르이미드, 폴리이미드하이단토인 변성 폴리에스터 등의 폴리이미드계 수지이다. 자외선 경화 수지 등을 이용해도 좋다.

또, 이들 열경화성 수지는, 1종만을 단독으로 사용해도 좋고, 또, 2종 이상을 혼합해서 사용해도 좋다. 또, 복수층의 열경화성 수지층(B)으로 이루어지는 적층 에나멜 베이킹층의 경우, 각 층에서 서로 다른 열경화성 수지를 이용해도, 다른 혼합 비율의 열경화성 수지를 사용해도 좋다.

본 발명의 절연 와이어에 있어서, 열경화성 수지로서, 폴리이미드(PI), 폴리아마이드이미드(PAI), 열경화성 폴리에스터(PEst) 및 H종 폴리에스터(HPE)로 이루어지는 군에서 선택되는 열경화성 수지가 바람직하고, 그 중에서도 폴리이미드(PI) 또는 폴리아마이드이미드(PAI)가 바람직하고, 폴리이미드(PI)가 특히 바람직하다.

여기서, H종 폴리에스터(HPE)란, 방향족 폴리에스터 중 페놀 수지 등을 첨가하는 것에 의해서 수지를 변성시킨 것으로, 내열 클래스가 H종인 것을 말한다. 시판되는 H종 폴리에스터(HPE)는, Isonel200(미국 스케넥터디 인터내셔널(Schenectady International)사제 상품명) 등을 들 수가 있다.

폴리이미드(PI)는, 특별히 제한은 없고 전(全)방향족 폴리이미드 및 열경화성 방향족 폴리이미드 등 임의의 폴리이미드 수지를 이용할 수가 있다. 예를 들면, 시판품(유니치카사제, 상품명： U이미드, 우베 코산(宇部興産)사제, 상품명： U－와니스, 토레이·듀퐁사(DU PONT－TORAY CO., LTD.)제, 상품명： ＃3000 등)을 들 수 있다. 또, 상법에 의해, 방향족 테트라카르본산(테트라카복실산) 이무수물과 방향족 다이아민류를 극성 용매중에서 반응시켜서 얻어지는 폴리아마이드산 용액을 이용하고, 피복을 형성할 때의 베이킹시의 가열 처리에 의해서 이미드화시키는 것에 의해서 얻어지는 것을 이용할 수가 있다.

폴리아마이드이미드(PAI)의 구체예로서, 시판품(예를 들면, 히타치 카세이(日立化成)사제, 상품명： HI406 등)을 들 수가 있다. 또, 상법에 의해, 예를 들면 극성 용매중에서 트라이카르본산 무수물과 다이아이소시아네이트류를 직접 반응시켜서 얻은 것, 혹은, 극성 용매중에서 트라이카르본산 무수물에 다이아민류를 먼저 반응시켜서, 우선 이미드 결합을 도입하고, 그 다음에 다이아이소시아네이트류로 아마이드화해서 얻은 것을 이용할 수가 있다.

또한, 폴리아마이드이미드(PAI)는, 다른 수지에 비해 열전도율이 낮고, 절연 파괴 전압이 높고, 베이킹 경화가 가능하다는 특성을 가진다.

베이킹로를 통과시키는 횟수를 줄이고, 평각 도체와 에나멜 베이킹층의 접착력이 극단적으로 저하하는 것을 방지하기 위해, 에나멜 베이킹층의 두께는, 80㎛ 이하가 바람직하고, 60㎛ 이하가 보다 바람직하고, 50㎛ 이하가 특히 바람직하다. 또, 절연 와이어로서의 에나멜선에 필요한 특성인, 내전압 특성이나, 내열 특성을 해치지 않기 위해서는, 에나멜 베이킹층이 어느 정도의 두께인 편이 바람직하다. 에나멜 베이킹층의 하한의 두께는 핀홀이 생기지 않을 정도의 두께라면 특별히 제한하는 것은 아니고, 바람직하게는 3㎛ 이상, 더욱더 바람직하게는 6㎛ 이상이다.

에나멜 베이킹층은 1층이더라도 복수층이더라도 좋다.

(절연 와이어의 제조 방법)

본 발명의 절연 와이어의 제조 방법은, 개개의 층에서 설명한 대로이다.

본 발명의 절연 와이어는, 각종 전기·전자 기기 등, 내전압성이나 내열성을 필요로 하는 분야에 이용가능하다. 예를 들면, 본 발명의 절연 와이어는 코일 가공해서 모터나 변압기 등에 이용되고, 고성능의 전기·전자 기기를 구성할 수 있다. 특히 HV(하이브리드 카)나 EV(전기 자동차)의 구동 모터용의 권선으로서 호적하게 이용된다.

실시예

이하에, 본 발명을 실시예에 기초하여, 더욱더 상세하게 설명하겠지만, 이들은 본 발명을 제한하는 것은 아니다.

(실시예 1)

도 1을 참조해서 기재한다.

평각 도체(1)에는 단면 평각(긴변 3.2㎜×짧은변 2.4㎜이고, 네 모서리의 모따기의 곡률 반경 r=0.3㎜)의 도체(산소 함유량 15ppm의 구리)를 이용했다.

평각 도체(1)를 심선(心線)으로 하고, 압출기의 스크류는, 30㎜ 풀 플라이트, L/D=20, 압축비 3을 이용해서, 이하와 같이 압출 피복 수지층을 형성했다.

열가소성 수지층(2)[압출 피복 수지층(2)]의 형성시에는, 폴리에테르에테르케톤(PEEK)(솔베이 스페셜티 폴리머즈사제, 상품명： 키타스파이어 KT－820, 비유전율 3.1)을 이용했다. 압출 피복 수지층(2)의 단면의 외형 형상이 도 1에 도시하는 형상과 상사형으로 되도록, 압출 다이를 이용해서 PEEK의 압출 피복을 행하고, 실시예 1의 절연 와이어를 제작했다.

(실시예 2)

도 2를 참조해서 기재한다.

평각 도체(1)에는 단면 평각(긴변 3.2㎜×짧은변 2.4㎜이고, 네 모서리의 모따기의 곡률 반경 r=0.3㎜)의 도체(산소 함유량 15ppm의 구리)를 이용했다.

열경화성 수지층(3)[내측 절연층(3)]의 형성시에는, 평각 도체(1) 상에 형성되는 열경화성 수지층(3)의 형상과 상사형의 다이스를 사용했다. 폴리이미드 수지(PI) 바니시(유니치카사제, 상품명： U이미드)를 평각 도체(1)에 코팅하고, 450℃로 설정한 노길이(爐長) 8m의 베이킹로 내를, 베이킹 시간 15초가 되는 속도로 통과시키고, 이것을 수회 반복함으로써, 열경화성 수지층(3)을 형성하고, 에나멜선을 얻었다.

얻어진 에나멜선을 심선으로 하고, 압출기의 스크류는, 30㎜ 풀 플라이트, L/D=20, 압축비 3을 이용해서, 이하와 같이 압출 피복 수지층(2)을 형성했다.

압출 피복 수지층(2)을 폴리에테르에테르케톤(PEEK)(솔베이 스페셜티 폴리머즈사제, 상품명： 키타스파이어 KT－820, 비유전율 3.1)을 이용했다. 압출 피복 수지층(2)의 단면의 외형 형상이, 도 2에 도시하는 형상과 상사형으로 되도록, 압출 다이를 이용해서 PEEK의 압출 피복을 행했다. 열경화성 수지층(3)의 외측에 압출 피복 수지층(2)을 가지는 실시예 2의 절연 와이어를 제작했다.

(실시예 3∼9 및 비교예 1∼4)

표 1에 나타내는 구성을 채용한 것 이외는, 실시예 1 또는 2와 마찬가지로 해서, 실시예 3∼9 및 비교예 1∼4의 절연 와이어를 제작했다.

상기와 같이 해서 제작한 각 절연 와이어에 대해서, 하기의 평가를 행했다. 얻어진 결과를 정리해서, 하기 표 1에 나타낸다.

(갭 면적의 측정)

갭 면적은 JIS　C　3216－2에 기재된 대로 마이크로미터로 치수를 측정하고, 얻어진 2개의 방향으로부터 A변×B변에서 절연 와이어가 코일 성형 후에 취할 수 있는 최대 단면적(도 3을 참조해서 설명하면, 「1개의 짧은변에 대응하는 부분의 표면의 돌기부의 정점으로부터, 대향하는 짧은변에 대응하는 부분의 표면의 돌기부의 정점까지의 길이」에 「1개의 긴변에 대응하는 부분의 표면의 돌기부의 정점으로부터 대향하는 긴변에 대응하는 부분의 표면의 돌기부의 정점까지의 길이」를 곱해서 산출되는 면적)을 산출했다. 또, 수지 포매(包埋) 및 연마 후의 단면 마이크로스코프 관찰에 의해서 절연 전선의 단면적을 실측했다. (최대 단면적)－(단면적 실측값)을 냉각용의 매체가 통과하는 갭 면적이라고 정의한다.

평가 기준을 이하에 나타낸다. A∼C가 합격이다.

(평가 기준)

A： 30㎟ 이상

B： 1㎟ 이상 30㎟ 미만

C： 0.2㎟ 이상 1㎟ 미만

D： 0.2㎟ 미만

(굴곡성 시험)

(1) 20% 사전 신장 후 에지와이즈 시험

에지와이즈 굽힘 시험은 JIS　C　3216－3에 따라 실시했다. 보다 혹독한(심한) 환경에서 사용하는 것을 상정하고, 절연 와이어는, 상기 제작 후의 길이를 100%로 해서 사전에 120%로 될 때까지 신장한 것을 이용했다. 절연 와이어를, 각각 절입(원주 방향으로 폭 1.0㎛, 깊이 5㎛) 부분이 중심으로 되도록 Φ1.5㎜의 SUS제 봉(棒)에 휘감았다. 열가소성 수지층(A)이 갈라지고, 균열이 도체의 면 전체로 진전한 절연 와이어를 「C」, 열가소성 수지층(A)로 균열이 진전했지만, 도체까지는 도달하지 않는 절연 와이어를 「B」, 절입 부분도 함께 신장해서 절입이 진전하고 있지 않은 절연 와이어를 「A」라고 하고, 3단계로 평가했다. 또한, 「B」 이상이 합격 레벨이다.

(2) 20% 사전 신장 후 플랫 와이즈 시험

플랫 와이즈 굽힘 시험은 JIS　C　3216－3에 따라 실시했다. 보다 혹독한 환경에서 사용하는 것을 상정하고, 절연 와이어는, 상기 제작 후의 길이를 100%로 해서 사전에 120%로 될 때까지 신장한 것을 이용했다. 절연 와이어를, 각각 절입(원주 방향으로 폭 1.0㎛, 깊이 5㎛) 부분이 중심으로 되도록 Φ1.5㎜의 SUS제 봉에 휘감았다. 열가소성 수지층(A)이 갈라지고, 균열이 도체의 면 전체로 진전한 절연 와이어를 「C」, 열가소성 수지층(A)로 균열이 진전했지만, 도체까지는 도달하지 않는 절연 와이어를 「B」, 절입 부분도 함께 신장해서 절입이 진전하고 있지 않은 절연 와이어를 「A」라고 하고, 3단계로 평가했다. 또한, 「B」 이상이 합격 레벨이다.

(도체 점적율)

상술한 도체 점적율은, [(도체의 단면적)/(단면적 실측값)]×100(%)로 해서 산출했다. 절연 전선의 단면적 및 도체의 단면적은, 상술한 갭 면적의 측정과 마찬가지로, 수지 포매 및 연마 후의 단면 마이크로스코프 관찰에 의해서 실측했다. 평가 기준을 이하에 나타낸다.

－평가 기준－

A： 94%를 초과하고 100% 이하

B： 90%를 초과하고 94% 이하

C： 86%를 초과하고 90% 이하

＜표의 주기(주석)＞

열가소성 수지층(A)의 두께는, 평탄부의 두께이다.

「경사 각도」는, 돌기부의 측면이, 상기 돌기부를 가지는 기준면에 대해서 경사 각도의 경사면을 가지는 것을 의미한다.

「연속」이란, 돌기부가, 절연 와이어의 길이 방향에 연속해서 형성되어 있는 것을 의미하고(도 10 참조), 「불연속」이란, 돌기부가, 절연 와이어의 길이 방향에 연속해서 형성되어 있지 않은 것을 의미한다(도 11 참조).

실시예 3의 열가소성 수지층(A)은, 80㎛의 PPS층 및 80㎛의 PEEK층으로 이루어진다.

(열경화성 수지)

PI： 유니치카사제, 상품명： U이미드

PAI： 히타치 카세이사제, 상품명： HI406 시리즈

(열가소성 수지)

PEEK：솔베이 스페셜티 폴리머즈사제, 상품명： 키타스파이어 KT－820, 비유전율 3.1

PPS： DIC사제, 상품명： FZ－2100

TPI： 미츠이 카가쿠사제, 상품명： 오럼 PL450C

PEN： 테이진(帝人)사제, 상품명： 테오넥스(Teonex) TN8050SC

표 1로부터 명확한 바와 같이, 비교예 1과 4는, 곡률 반경이 본 발명의 규정을 만족시키지 않고, 종합 평가가 불합격이었다. 또, 비교예 2는, 돌기부가 연속이 아니기 때문에 종합 평가가 불합격이었다. 또, 비교예 3은, 돌기부를 가지지 않기 때문에 종합 평가가 불합격이었다.

이것에 대해서, 본 발명의 절연 와이어(실시예 1∼9)는 어느것이나 종합 평가가 합격이었다.

상기의 결과로부터, 본 발명의 절연 와이어는, 코일, 특히 모터 코일 등의 전기·전자 기기에 바람직하게 적용할 수 있는 것을 알 수 있다.

본 발명을 그 실시양태와 함께 설명했지만, 우리는 특별히 지정하지 않는 한 우리의 발명을 설명의 어느 세부에 있어서도 한정하려고 하는 것이 아니며, 첨부하는 청구범위에 나타낸 발명의 정신과 범위에 반하는 일 없이 폭넓게 해석되어야 할 것이라고 생각한다.

본원은, 2018년 2월 16일에 일본에서 특허 출원된 특원2018－25805에 기초하는 우선권을 주장하는 것이며, 이것은 어느것이나 여기에 참조해서 그 내용을 본 명세서의 기재의 일부로서 포함시킨다.

10: 절연 와이어
1: 평각 도체
2: 열가소성 수지층(압출 피복 수지층)
3: 열경화성 수지층(절연층)
4: 곡선부
5: 경사면

Claims (11)

1. 평각 도체 상에, 피복층으로서 열가소성 수지층(A)을 가지는 절연 와이어로서, 상기 열가소성 수지층(A)의, 상기 절연 와이어 단면의 적어도 1개의 변에 대응하는 부분의 표면에 상기 절연 와이어의 길이(長手) 방향으로 연속한 적어도 1개의 돌기부를 가지고,
   상기 절연 와이어 단면에 있어서, 상기 돌기부와 그 돌기부를 가지는 표면의 평탄부가 곡률 반경 0.01∼0.75㎜의 곡선부(曲部)를 형성하고,
   상기 절연 와이어 단면에 있어서, 상기 돌기부의 측면이, 그 돌기부를 가지는 표면의 평탄부에 대해서 90°미만의 경사면을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 절연 와이어.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 돌기부의 측면이, 상기 돌기부를 가지는 표면의 평탄부에 대해서 1 ∼ 80°의 경사면을 가지는 절연 와이어.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 돌기부의 높이가, 30㎛ 이상 3000㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 절연 와이어.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 열가소성 수지층(A) 표면의, 상기 절연 와이어 단면의 적어도 한쌍의 대향하는 2변에 대응하는 부분의 표면의 각각에, 상기 돌기부를 1개씩 가지는 것을 특징으로 하는 절연 와이어.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 열가소성 수지층(A) 표면의, 상기 절연 와이어 단면의 적어도 1쌍의 대향하는 2변에 대응하는 부분의 표면의 각각에, 상기 돌기부를 2개씩 가지는 것을 특징으로 하는 절연 와이어.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 열가소성 수지층(A) 표면의, 상기 절연 와이어 단면의 짧은변에 대응하는 부분의 표면에 상기 돌기부를 가지는 절연 와이어.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 평각 도체와 상기 열가소성 수지층(A) 사이에 절연층(B)을 가지고, 그 절연층(B)이, 열경화성 수지로 이루어지는 절연 와이어.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 열가소성 수지층(A)의 평탄부의 표면 거칠기 Ra가 0.01㎛ 이상 0.5㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 절연 와이어.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 열가소성 수지층(A)이, 폴리에테르에테르케톤, 폴리페닐렌설파이드, 폴리에틸렌나프탈레이트 및/또는 열가소성 폴리이미드로 구성되는 것을 특징으로 하는 절연 와이어.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 절연 와이어가, 권선 가공된 것을 특징으로 하는 코일.
11. 제 10 항에 기재된 코일을 이용해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기·전자 기기.

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