JPH02183909A

JPH02183909A - 絶縁電線

Info

Publication number: JPH02183909A
Application number: JP224189A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Sawada; 澤田　和夫; Masanobu Nishio; 西尾　将伸; Shinji Inasawa; 信二稲澤; Koichi Yamada; 浩一山田
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1989-01-09
Filing date: 1989-01-09
Publication date: 1990-07-18

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野コこの発明は、高真空機器や高温使用機器などにおいて配
線用や巻線用電線等に用いられる電線に関するものであ
る。

［従来の技術］一般的な機器に用いられている従来の配線用電線や巻線
用電線としては、金属導体のまわりを有機被覆材料で覆
った電線が知られている。特に耐熱性を要求される用途
では、照射架橋した樹脂、四フッ化エチレンなどのよう
なフッ素含ａ樹脂、またはポリイミド等で被覆した電線
か使用されている。しかしながら、このような樹脂被覆
の電線の耐熱性は高々３００℃程度である。また、高貞
空機器内で用いる電線の場合には、ベーキング処理等の
加熱に耐え得る耐熱性が要求され、さらに高真空度を達
成し維持するために吸収したガスや水分等の放出が少な
く、また熱分解によるガス放出の少ない電線が要求され
る。従来の有機材料を被覆した電線では、このような耐
熱性やガス放出性の要求を満足することはできない。

［発明が解決しようとする課題］このため、無機材料により被覆した電線が検討されてい
る。しかしながら、ＣｕやＡｌ等の金属導体とその上に
被覆される絶縁無機物との間には大きな熱膨張率の差が
ある。このため、繰返しのヒートサイクル等により被覆
している絶縁無機物が剥離したり、あるいはクラックが
発生したりするという問題を有していた。このような剥
離等を生じさせる温度差は、セラミックスの絶縁層を被
覆する製造工程の際や、あるいは製造後に使用し電流が
流れ加熱された際もしくはベーキング処理等の加熱の際
に生じた。

この発明の目的は、このような繰返しのヒートサイクル
等による絶縁性セラミックス層の剥離やクラックの発生
を防止した、絶縁電線を提供することにある。

［課題を解決するための手段およびその作用効果］この
発明に従う絶縁電線では、ＣｕまたはＡ１１ｊを主体と
する導体と、熱膨張係数が１２Ｘ１０−６ｄｅｇ−’以
下で、面心立方構造を有する金属または合金からなり、
導体まわりに設けられる中間層と、中間層にまわりに設
けられる絶縁性セラミックス層とを備えている。

この発明の絶縁電線では、熱膨張係数が１２×１０””
ｄｅｇ−’以下で、面心立方構造を有する金属または合
金からなる中間層が、導体のまわりに設けられているた
め、導体の熱膨張率は、中間層により抑制されて小さく
なる。このため、中間層のまわりに設けられる絶縁性セ
ラミックス層との熱膨張率の差が小さくなり、従来のよ
うな絶縁性セラミックス層の剥離や、クラック発生を防
止することができる。

第１図は、この発明の具体的な例を示す模式図である。

第１図において、１は導体を示し、２は中間層を示し、
３は絶縁性セラミックス層を示している。

この発明において、導体の材質は、ＣｕまたはＡｍを主
体とするものを用いているが、これは、ＣｕおよびＡＩ
が高導電率を有するからである。

また、この発明では、中間層の材質として、熱膨張係数
が１２Ｘ１０−６ｄｅｇ−’以下のものを用いているが
、これは熱膨張係数が１２Ｘ１０６　ｄ　ｅ　ｇ−１を
越えると、その上に設けられる絶縁性セラミックス層と
の熱膨張率の差が大きくなり、ヒートサイクルで剥離や
クラック等の発生のおそれが生じるからである。

また、中間層として、面心立方構造を存する金属または
合金を用いているが、これはこのような金属または合金
が非磁性であり、磁場中で使用するのに有利だからであ
り、さらには加工性が良好で導体とともに伸線加工をし
やすいからである。

この発明で用いられる絶縁性セラミックス層としては、
酸化物が好ましい。これは、酸化物が安定であり絶縁性
が一般的に良好だからである。ＳｉＯ２およびＡＱ、２
０．は、絶縁特性が良好で安定であり、吸湿性等の問題
もないので、特に好ましいものである。

中間層の材質は、上述のように、所定の熱膨張係数を有
し、面心立方構造を有する金属または合金であれば特に
限定されるものではないが、たとえば、ＦｅにＮｉを１
５〜４０重量％含有させた合金が挙げられる。さらに、
この合金にＣｒまたは／およびＣｏを３０重量％以下含
有させてもよい。ここで、Ｎｉの含有率を１５重量％以
上としているのは、含有率が１５重量％未満になると熱
膨張率減少の効果が少なくなるからである。また、Ｎｉ
を４０重量％以下としているのは、４０重量％を越える
と熱膨張率の減少の効果が却って少なくなるからである
。また、Ｃｒまたは／およびＣＯを３０重量％以下とし
ているのは、３０重量％を越えると熱膨張率減少の効果
が飽和し、コスト的に高価なものになるからである。

この発明において、中間層の厚みは絶縁性セラミックス
層の厚み以上であることが好ましい。これは、絶縁性セ
ラミックス層の厚みが導体部よりも厚くなると、導体お
よび中間層の熱膨張率減少の効果が少なくなるからであ
る。

また、この発明においては、導体と中間層とが塑性加工
により複合されることか好ましい。これは、たとえば気
相法により導体と中間層とを１！２合させようとすると
、十分な厚みの中間層を得るのに高コストになり経済的
に不利なものとなるからである。

また、この発明において絶縁性セラミックス層を形成さ
せる方法としては、ＣＶＤ法が好ましい。

これは、ＣＶＤ法によれば密着性が良好で緻密なセラミ
ックス層を形成できるからである。また、ＣＶＤ法によ
る場合、膜が形成される基体が一般的に高温になりやす
いため、熱膨張率の差を小さくして絶縁性セラミックス
層の剥離やクラック等を防止しようというこの発明が特
に有効なものとなる。

表１には、この発明において導体として使用し得るＣｕ
、Ａ痣と、中間層として使用し得るＦｅ−４２％（以下
％は重量％を示す）Ｎｉ合金、およびＦｅ−３２％Ｎｉ
−５％ＣＯ合金と、絶縁性セラミックス層として使用し
得るＡｌ１２０３．ＳｉＯ２のそれぞれの熱膨張係数を
示す。

表　　　１［実施例］実施例１無酸素銅ロッドを芯材に用い、Ｆｅ−４２％Ｎ１合金（
熱膨張係数８Ｘ１０’−６ｄｅｇ−’　）よりなるバイ
ブを嵌合し、伸線加工と熱処理を実施して導体部である
バイブと導体とが密着した外径］、ｍｍの線材を得た。

この線材において、複合導体部を構成するＦｅ−４２％
Ｎｉ合金層の厚さは５０μｍであった。

複合線材を８００℃に加熱した状態で、この複合線材の
上に、以下の反応式により、プラズマＣＶＤ法で、厚さ
５μｍのＡＱ２ｏｙからなる絶縁性セラミックス層を形
成した。

２ＡＱＣＬ　＋３００２＋３Ｈ２→ Ａ肛ｚ　Ｏｓ　＋３ＣＯ＋６ＨＣ立以上のようにして得られた絶縁電線は、低速の巻付加工
にも耐え得るものであり、真空機器中で使用するモータ
用の電線として用いた場合、耐熱性、非ガス放出性にお
いて良好な電線であった。

以上の実施例では、導体の上にバイブを嵌合して中間層
を形成しているが、これに代えてスパッタリング法によ
り中間層を形成することを試みた。

上記の実施例と同様の無酸素銅ロッドの導体の」二に、
スパッタリング法によりＦｅ−４２％Ｎｉ合金層を３μ
ｍの厚さで形成した。この合金層の上に、上記の実施例
と同様に、プラズマＣＶＤ法でＡ１１２０３を絶縁性セ
ラミックス層として５μｍの厚さで形成した。

この絶縁電線における中間層と絶縁性セラミックス層で
あるＡＬＯａ層との密着性は概ね良好であったが、絶縁
性セラミックス層にはわずかに亀裂が認められた。

比較例１外径１ｍｍの無酸素銅の線材の表面に、上記の実施例１
と同様の方法で直接にＡＩ、０．の絶縁性セラミックス
層を形成した。上記の実施例１では、中間層の表面にＡ
ＬＯａの絶縁性セラミックス層が密着住良（形成された
が、この比較例では成膜時の温度と室温の温度差により
、ＡＩ、、０、の絶縁性セラミックス層に亀裂が発生し
たり一部剥離が認められた。

実施例２導体としてＥＣアルミニウムを用いて、この導体の上に
Ｆｅ−３２％Ｎｉ−５％ＣＯ合金（熱膨張係数０．ｌＸ
ｌ０−６ｄｅｇ−’　）からなるパイプを嵌合し、伸線
加工と熱処理を実施して、導体とパイプが密着した外径
１．６ｍｍの線材を作製した。中間層であるＦｅ−３２
％Ｎｉ−５％ＣＯ合金層の厚みは６０μｍであった。こ
の線材の中間層の上に、以下に示す式の反応により、中
間層を５００℃に加熱して、プラズマＣＶＤ法により、
Ｓｉｎ、、からなる絶縁性セラミックス層を４μｍの厚
みで成膜した。

Ｓ　Ｉ　ＣｆＬ＊　＋　２　ＣＯ２＋２　Ｈ２→Ｓ　ｉ
　Ｏ２＋２ＣＯ＋４ＨＣ見以上のようにして得られた絶縁電線では、中間層の表面
に５ｔＯ２からなる絶縁性セラミックス層が密着性良く
生成しており、亀裂や剥離等が認められなかった。

比較例２Ｆｅ−３２％Ｎｉ−５％ＣＯ合金の代わりに、Ｆｅ−３
％Ｎｉ合金（熱膨張係数１４Ｘ１０−’ｄｅｇ−’）を
用いて、それ以外は上記の実施例２と同様にして、Ｓｉ
Ｏ２からなる絶縁性セラミックス層を形成して、絶縁電
線を作製した。この絶縁電線は、実施例２の電線に比べ
加工性が劣り、しかも５ｉ０２からなる絶縁性セラミッ
クス層に亀裂が認められた。また、マグネットの磁場中
で使用した場合、線材に大きな力が生じた。これは、Ｆ
ｅ−３％Ｎｉの合金層が磁性を有するためと思われる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の絶縁電線を模式的に示す図である
。図において、１は導体、２は中間層、３は絶縁性セラミ
ックス層を示す。特許出願人　住友電気工業株式会社（ほか２名）　　’−”’

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ＣｕまたはＡｌを主体とする導体と、熱膨張係数
が１２×１０＾−＾６ｄｅｇ＾−＾１以下で、面心立方
構造を有する金属または合金からなり、前記導体のまわ
りに設けられる中間層と、前記中間層のまわりに設けられる絶縁性セラミックス層
とを備える、絶縁電線。
（２）前記絶縁性セラミックス層が酸化物からなる、請
求項１記載の絶縁電線。
（３）前記絶縁性セラミックス層がＳｉＯ＿２またはＡ
ｌ＿２Ｏ＿３を主体としたセラミックスである、請求項
１記載の絶縁電線。
（４）前記中間層が、ＦｅにＮｉを１５〜４０重量％含
有させた合金である、請求項１記載の絶縁電線。
（５）前記中間層の厚みが前記絶縁性セラミックス層の
厚み以上である、請求項１記載の絶縁電線。
（６）前記導体と前記中間層とが塑性加工により複合さ
れる、請求項１記載の絶縁電線。（７）前記絶縁性セラ
ミックス層がＣＶＤ法により形成されるものである、請
求項１記載の絶縁電線。