绝缘电线及使用该绝缘电线的电气电子机器、马达以及变压器的制造方法
【专利说明】绝缘电线及使用该绝缘电线的电气电子机器、马达以及变 压器 【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种绝缘电线及使用该绝缘电线的电气电子机器、马达以及变压器。 【【背景技术】】
[0002] 作为有效率的可变速控制装置，变换器（Inverter) -直被安装于以车辆用马 达为代表的大量电气机器。然而，以数kHz~数十kHz进行切换，于这些的每一次脉冲 产生突波电压。这种变换器突波于传播系统内的阻抗的不连续点、例如连接的配线的始 端或终端等发生反射，结果最大可被施加变换器输出电压的2倍的电压。尤其是通过 IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极晶体管）等高速切换组件而产生 的输出脉冲，其电压陡度高，因而，即便连接电缆较短，突波电压亦较高，进而，该连接电缆 的电压衰减亦较小，结果导致产生接近于变换器输出电压的2倍的电压。
[0003] 对于例如高速切换组件、变换器马达、变压器等变换器相关机器的电气机器线圈， 主要使用作为漆包线的绝缘电线（也称作绝缘线）作为电磁线。因此，如上所述，变换器相 关机器中，要承受接近于变换器输出电压的2倍的电压，故而，对绝缘电线要求使起因于变 换器突波的局部放电劣化为最低限度。
[0004] 通常，所谓局部放电劣化是指如下现象：复杂地产生因电气绝缘材料的局部放电 (存在微小的空隙状缺陷等的部分的放电）而产生的带电粒子的冲突所导致的分子链断裂 劣化、溅镀劣化、局部温度上升而导致的热熔融或热分解劣化、或因放电而产生的臭氧所导 致的化学性劣化等。实际已局部放电劣化的电气绝缘材料，其厚度会减少。
[0005] 另一方面，伴随电气机器的小型化及高频化，近年来，可提高占空系数的平角线 (rectangularwire)受到瞩目，例如开始应用到车辆用马达等方面。若为平角线，则当电线 彼此邻接时容易于角部形成空气间隙（空隙），进而，导体角的曲率半径较小的情况下，容 易引起电场集中而产生局部放电。
[0006] 为了解决上述局部放电的问题，对增大平角线的绝缘皮膜的厚度进行了研宄。例 如，提出有于漆包平角线被覆热塑性树脂的方法（参照专利文献1)。然而，加厚绝缘皮膜会 降低占空系数，因此，存在改善的余地。另外，对减小绝缘皮膜的相对介电常数进行了研宄 (参照专利文献2、3)。然而，即便将这些树脂用于绝缘皮膜，于局部放电起始电压的方面尚 有进一步改善的余地。
[0007] [专利文献1]日本特开2009 - 123418号公报 [0008][专利文献2]日本特开2012 - 234625号公报 [0009][专利文献3]日本特开2012 - 224714号公报 【
【发明内容】
】
[0010] 本发明是为了解决上述问题而完成的，其提供一种绝缘电线及使用该绝缘线的电 气电子机器、马达、以及变压器，其维持较高的局部放电起始电压，并减少绝缘皮膜（绝缘 层）的厚度而提高了占空系数，进而还提高了平角线的角部的绝缘性。
[0011] 本发明人为了解决上述课题而进行深入研宄，结果发现：通过在平角线上形成由 含有气泡的热固性树脂构成的绝缘皮膜，进而，规定平坦部与角部的绝缘皮膜的介电常数 与厚度的关系，这样，即便绝缘层的厚度薄，局部放电起始电压仍高，进而平角线的角部的 绝缘性得到强化，可抑制角部的局部放电起始电压的降低。本发明是基于该见解而完成的。
[0012] gp，上述课题可通过以下手段解决。
[0013] (1) -种绝缘电线，其由具有矩形剖面的导体、及被覆于该导体的绝缘层构成，该 绝缘电线具有矩形的剖面；该绝缘层具有由含有气泡的热固性树脂构成的发泡层，剖面为 由平坦部与角部构成的形状，于将该平坦部的厚度设为[ym]，将相对介电常数设为e:， 将角部的厚度设为T2[ym]，将相对介电常数设为e2时，ei<3且满足（T2/e2) > 〇V ei)的关系。
[0014] (2)如⑴的绝缘电线，其中，该绝缘层进而满足（Vei) > 15的关系。
[0015] (3)如（1)或（2)的绝缘电线，其中，于该发泡层的内周和/或外周具有不含气泡 的无气泡层。
[0016] (4)如⑴至⑶中任一项所述的绝缘电线，其中，该发泡层含有选自由聚酰胺酰 亚胺树脂及聚酰亚胺树脂组成的组中的至少1种热固性树脂。
[0017] (5)如⑴至⑷中任一项所述的绝缘电线，其中，该绝缘层具有挤出层，该挤出层 含有相对介电常数为4以下、熔点为260°C以上的结晶性热塑性树脂。
[0018] (6) -种电气电子机器、马达、变压器，其使用有上述（1)至（5)中任一项所述的绝 缘电线。
[0019] 本说明书中，使用"~"时，表示将其前后所记载的数值设为上限值及下限值并包 含这些数值在内的意思。
[0020] 根据本发明，可提供一种将局部放电起始电压维持得较高，并减小绝缘皮膜的厚 度而提高了占空系数，进而提高了平角线的角部的绝缘性的绝缘电线及使用该绝缘电线的 电气电子机器、马达、以及变压器。再者，本说明书中，所谓"平角线"是指具有矩形的剖面 的导体或具有矩形的剖面的绝缘电线。
[0021] 尤其是本发明的绝缘电线于具有矩形的剖面的导体上具有由含有气泡的热固性 树脂构成的发泡层，平坦部的绝缘皮膜的相对介电常数小于3,因此，局部放电起始电压高。 进而，通过在平坦部及角部的绝缘皮膜的厚度与相对介电常数的间满足上述的关系，本发 明的绝缘电线在角部的绝缘性得到强化，可抑制角部的局部放电起始电压的降低。并且，通 过满足（1/eD> 15的关系，可进一步提尚局部放电起始电压。
[0022] 另一方面，对于本发明的绝缘电线，通过在上述发泡层的内周和/或外周具有不 含气泡的无气泡层，可提高绝缘皮膜的绝缘破坏特性、拉伸强度及耐磨耗性。进而，对于本 发明的绝缘电线，通过使发泡层的树脂为聚酰胺酰亚胺树脂和/或聚酰亚胺树脂，其耐热 性优异。
[0023] 进而，通过在绝缘层的最外层设置由特定的相对介电常数且特定的熔点的树脂构 成的挤出层，可增加绝缘层的厚度而不损害绝缘层的相对介电常数与耐热性，且可进一步 提高局部放电起始电压。
[0024] 因此，由本发明的绝缘电线构成的绕线可制造高占空系数的线圈，故而，可优选地 用于高性能的马达及变压器。
[0025] 适当地参照附图，可由下述记载更加明确本发明的上述及其他特征及优点。 【【附图说明】】
[0026] 图1是示意性表示本发明的第1实施方式的绝缘电线的剖面图。
[0027] 图2是示意性表示本发明的第2实施方式的绝缘电线的剖面图。
[0028] 图3是示意性表示本发明的第3实施方式的绝缘电线的剖面图。
[0029] 图4是示意性表示本发明的第4实施方式的绝缘电线的剖面图。
[0030] 图5是示意性表示本发明的第5实施方式的绝缘电线的剖面图。
[0031] 图6是示意性表示本发明的第6实施方式的绝缘电线的剖面图。
[0032] 图7是表示本发明的绝缘电线的平坦部与角部的模式图。
[0033] 图8是表示发泡层的模式图。
[0034] 图9是表示于平角线角部与平坦部的重叠处产生的空隙的模式图。
[0035] 图10是示意性表示现有的绝缘电线的一例的剖面图。
[0036] 图11是示意性表示现有的绝缘电线的另一例的剖面图。 【【具体实施方式】】
[0037] 首先，详细地说明本发明的绝缘电线。
[0038] <<绝缘电线>>
[0039] 本发明的绝缘电线是由具有矩形剖面的导体、及被覆于该导体的绝缘层构成的， 该绝缘电线具有矩形的剖面，该绝缘层具有由含有气泡的热固性树脂构成的发泡层，剖面 为由平坦部与角部构成的形状，于将该平坦部的厚度设为Tjym]，将相对介电常数设为 h，将角部的厚度设为T2[ym]，将相对介电常数设为e2时，ei<3且满足（T2/e2) > (TVeD的关系。
[0040] 再者，所谓绝缘层具有发泡层是指以下两种情况：绝缘层本身为发泡层，及绝缘层 由多个层构成，这些多个层的一层为发泡层。
[0041] 以下，参照附图对本发明的绝缘电线进行说明。
[0042] 将本发明的绝缘电线的优选的实施方式的例示于图1~图6,但本发明的绝缘电 线并不限定于这些实施方式。
[0043] 图1所示的作为本发明的绝缘电线的一实施方式的剖面图中，于剖面为平角状的 导体1上形成由含有气泡的热固性树脂构成的发泡层3作为绝缘层，角部的绝缘层的厚度 形成为大于平坦部的厚度。
[0044] 图2所示的作为本发明的绝缘电线的另一实施方式的剖面图中，于剖面为平角状 的导体1上形成有绝缘层2,该绝缘层2积层有不含气泡的内侧无气泡层4,于该内侧无气 泡层4的外周积层有角部的厚度大于平坦部的发泡层3。
[0045] 图3所示的作为本发明的绝缘电线的另一实施方式的剖面图中，于剖面为平角状 的导体1上形成有绝缘层2,该绝缘层2积层有不含气泡的内侧无气泡层4,于该内侧无气 泡层4的外周积层有角部的厚度大于平坦部的发泡层3,进而于该发泡层3的外周积层有外 侧无气泡层5。
[0046] 图4所示的作为本发明的绝缘电线的另一实施方式的剖面图中，于剖面为平角状 的导体1上形成有绝缘层2,该绝缘层2积层有不含气泡的内侧无气泡