JPH10134642A - 多層絶縁電線およびこれを用いた変圧器 - Google Patents

多層絶縁電線およびこれを用いた変圧器

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JPH10134642A
JPH10134642A JP30389396A JP30389396A JPH10134642A JP H10134642 A JPH10134642 A JP H10134642A JP 30389396 A JP30389396 A JP 30389396A JP 30389396 A JP30389396 A JP 30389396A JP H10134642 A JPH10134642 A JP H10134642A
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尚之 千田
Isamu Kobayashi
勇 小林
Atsushi Higashiura
厚 東浦
Shigeo Yamaguchi
繁男 山口
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐熱性向上の要求を満たすとともに、コイル
用途として要求される耐熱衝撃性、すべり性等の必要特
性を兼ね備えた多層絶縁電線とそれを用いた変圧器の提
供する。 【解決手段】 導体上に2層以上の絶縁層を有する多層
絶縁電線において、前記絶縁層は、最外層がポリアミド
樹脂の押出被覆層からなり、その他の層がポリエーテル
スルホンの押出被覆層からなる多層絶縁電線およびこれ
を用いた変圧器を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐熱性に優れ、電
気、電子機器などに組み込む変圧器の巻線やリード線と
して有用な多層絶縁電線およびこれを用いた変圧器に関
する。
【0002】
【従来の技術】変圧器の構造は、IEC規格(Internat
ional Electrotechnical Communication Standard )Pu
blication 950,65,335,601などによって規定されてい
る。すなわち、これらの規格では、巻線において導体を
被覆するエナメル皮膜は絶縁層として認定しない、1次
巻線と2次巻線の間には補助絶縁も含めて少なくとも3
層の絶縁層が形成されているかまたは絶縁層の厚みは
0.4mm以上であること、例えば1次巻線と2次巻線
の沿面距離は、印加電圧によっても異なるが、5mm以
上であること、また1次側と2次側に3000Vを印加
した時に1分以上耐えること、等が規定されている。
【0003】そのため、現在、主流である変圧器では、
図1で例示するような断面構造が採用されている。すな
わち、フェライトコア1に鍔付きのボビン2が嵌め込ま
れ、ボビン2の周辺両側端に沿面距離を確保するための
絶縁バリア3が配置された状態でエナメル被覆された1
次巻線4が巻回された後、この1次巻線4の上に絶縁テ
ープ5を少なくとも3層巻回しさらにこの絶縁テープの
上に沿面距離を確保するための絶縁バリア3を配置した
後、同じくエナメル被覆された2次巻線6が巻回された
構造である。
【0004】ところで、近年、図1に示した断面構造の
変圧器に代わり、図2で示したように絶縁バリア3や絶
縁テープ層5を含まない構造の変圧器が登場し始めてい
る。この変圧器は、図1の構造の変圧器に比べて全体を
小型化することができ、また、絶縁テープの巻回作業を
省略できるなどの利点を備えている。
【0005】図2で示した変圧器を製造する場合、用い
る1次巻線4および2次巻線6では、いずれか一方もし
くは両方の導体4a(6a)の外周に3層の絶縁層4b
(6b)、4c(6c)、4d(6d)が形成されてい
ること、しかもこれらの絶縁層間では互いの層間剥離が
可能であることが、前記したIEC規格との関係で必要
である。
【0006】このような巻線としては、導体の外周に絶
縁テープを巻回して1層目の絶縁層を形成し、さらにそ
の上に、絶縁テープを巻回して2層目の絶縁層、3層目
の絶縁層を順次形成して互いに層間剥離する3層構造の
絶縁層を形成したものが知られている。また、ポリウレ
タンによるエナメル被覆がなされた導体の外周にフッ素
樹脂を順次押出被覆して、全体として3層構造の押出被
覆層を絶縁層とする巻線が知られている(実開平3−5
6112号公報)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
巻線の場合、絶縁テープの巻回作業が不可欠であるため
生産性が著しく低くなり、製造コストが上昇するという
問題が生じ、後者の巻線の場合には、絶縁層はフッ素系
樹脂で形成されているので耐熱性が良好であるという利
点は備えているが、一方では層間の密着性が悪いため絶
縁電線としての信頼性に欠けるという点で問題がある。
【0008】このような問題点を解決するために、1層
目と2層目の絶縁層をいずれもポリエステル系樹脂の押
出被覆で形成し、最外層である3層目の絶縁層をポリア
ミド樹脂で形成した3層絶縁電線が検討されている(特
開平6−223634号公報)。
【0009】しかしながら、最近、変圧器の小型化に対
する要求が強く、小型化による変圧器の発熱アップが問
題化し、前述の3層絶縁電線が有する耐熱クラスE種
(120℃)では対応できない需要が数多く登場してき
ている。このような需要に応えるには、さらに耐熱性を
向上させ、耐熱クラスB種(130℃)の耐熱性を有す
る絶縁電線の開発が必要となっている。
【0010】本発明は、耐熱性向上の要求を満たすとと
もに、コイル用途として要求される耐熱衝撃性、すべり
性等の必要特性を兼ね備えた3層絶縁電線とそれを用い
た変圧器の提供を目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、多くの耐熱性樹脂(例えばポリカーボネート、
ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホ
ン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテ
ルケトン等)について、上記要求特性の他、薄肉押出の
容易さ、生産性、可撓性等、多方面から鋭意検討した結
果、絶縁層として、ポリエーテルスルホンを主体として
これにポリアミド樹脂を組み合わせて使用することで目
的を達成できることを実験により確認し、本発明を完成
するに至った。
【0012】すなわち、本発明においては、導体上に2
層以上の絶縁層を有する多層絶縁電線において、前記絶
縁層は、最外層がポリアミド樹脂の押出被覆層からな
り、その他の層がポリエーテルスルホンの押出被覆層か
らなることを特徴とする多層絶縁電線が提供される。ま
た、この多層絶縁電線を用いた変圧器が提供される。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の多層絶縁電線において最
外層以外の絶縁層は、ポリエーテルスルホンの押出被覆
層からなる。
【0014】本発明で用いるポリエーテルスルホンは、
化1に示される(a)〜(c)のいずれかの繰り返し単
位を有する樹脂である。
【0015】
【化1】
【0016】ポリエーテルスルホンは市販品を用いるこ
とができ、住友化学工業(株)製のビクトレックス36
00G,4100Gやアモコ(株)製のレーデルA−1
00,A−200,A−300等が使用できる。
【0017】本発明の多層絶縁電線では、多層の絶縁層
すべてをポリエーテルスルホンで形成するものではな
い。ポリエーテルスルホンを絶縁層として用いると耐熱
性の向上のほか、薄肉押出成形性等多くの要求にマッチ
するものではあるが、絶縁層すべてをポリエーテルスル
ホンで形成すると、熱衝撃特性の低下が大きく、外層の
亀裂が導体まで達してしまう。
【0018】本発明の多層絶縁電線では、耐熱性を確保
するために、最外層以外の絶縁層にはポリエーテルスル
ホンを使用し、最外層にはポリアミド樹脂を使用する。
ポリアミド樹脂の層を最外層に形成することにより、ポ
リエーテルスルホンの欠点である熱衝撃による亀裂発生
を防止し、熱衝撃特性の低下を防止することができると
同時に、コイル加工性の向上を図ることができる。
【0019】本発明において最外層の絶縁層として好適
に用いられるポリアミド樹脂としては、ナイロン6,6
(ユニチカ(株)製A−125、東レ(株)製アミラン
CM−3001)、ナイロン4,6(ユニチカ(株)製
F−5000、帝人(株)製C2000)、ナイロン
6,T(三井石油化学(株)製アーレンAE−420
0)等を挙げることができる。
【0020】また、本発明の多層絶縁電線における絶縁
層に用いられるポリエーテルスルホン、ポリアミド樹脂
には、必要に応じて着色剤、酸化防止剤等を添加するこ
とができる。
【0021】本発明の多層絶縁電線は、導体の外周に所
望の厚みの1層目の絶縁層を押出被覆し、次いで、この
1層目の絶縁層の外周に所望の厚みの2層目の絶縁層を
押出被覆するという方法で、順次絶縁層を押出被覆する
ことで製造される。
【0022】
【実施例】
(実施例1〜4、比較例1〜4)線径0.4mmの軟銅
線上に、表1に示す材料を各層30μmの厚みで順次押
出被覆して絶縁層を形成し、60μmまたは90μmの
厚みの絶縁層を有する多層絶縁電線を製造した。なお、
押出被覆時のダイヘッドの温度は、それぞれ、ポリエー
テルスルホン370℃、6,6ナイロン280℃、4,
6ナイロン300℃、6,Tナイロン340℃に設定し
た。
【0023】実施例1〜4、比較例1〜4の絶縁電線に
ついて、耐熱性、耐熱衝撃性、すべり性の項目で下記の
試験を行った。これらの試験結果を表1に示す。
【0024】耐熱性:(IEC Publication 172に準
拠) 得られた多層絶縁電線を27.0MPaのテンションが
かかるように2個撚りしたサンプルを作製し、所定の3
温度条件にて評価を行った。なお、チェック電圧は絶縁
層の厚みが60μmの絶縁電線は1.44kVで、90
μmのものは2.16kVとし、それぞれ1秒間印加し
た。この結果より、絶縁電線が耐熱B種(130℃)を
有するかどうか確認した。
【0025】耐熱衝撃性:(IEC Publication 851-
6.3.1に準拠) 10倍径のマンドレルに絶縁電線を118MPaのテン
ションがかかるように10ターン巻き付けてサンプルと
した。サンプルを225℃、30分間加熱した後、絶縁
電線の外観を観察し、亀裂等の外観不良の有無を調べ
た。亀裂が1カ所でも生じた絶縁電線は、耐熱衝撃性不
良と判定した。
【0026】すべり性:図3に摩擦係数を測定するため
の装置の説明図を示す。図3(イ)に示すように絶縁電
線9を2列固定した上に、絶縁電線9に直交するように
絶縁電線7を巻き付けたスライダー8を配置し、図3
(ロ)に示すようにスライダー8に荷重10を加え、絶
縁電線間の摩擦係数を算出した。摩擦係数が0.1未満
であればすべり性良好、0.1以上であれば不良と判定
した。
【0027】
【表1】
【0028】実施例1〜4に示すように、ポリエーテル
スルホンを絶縁層とし、ポリアミド樹脂を最外層の絶縁
層とした多層絶縁電線は、耐熱クラスB種(130℃)
に相当する耐熱性を有するとともに、絶縁電線として十
分な耐熱衝撃性、すべり性を有している。それに対し
て、比較例1〜4の絶縁電線は絶縁層がポリエーテルス
ルホンとポリアミド樹脂から形成されているものの、そ
の組み合わせが不適当であるために、絶縁電線として必
要な耐熱性、耐熱衝撃性、すべり性のいずれかの特性が
劣るものとなっている。
【0029】
【発明の効果】本発明の多層絶縁電線は、絶縁層がポリ
エーテルスルホンとポリアミド樹脂が特定の順序で押出
被覆されて形成されているために、使用耐熱性向上の要
求を満たすとともに、コイル用途として要求される耐熱
衝撃性、すべり性等の必要特性をすべて兼ね備えてい
る。また、この多層絶縁電線を用いた変圧器は、コイル
占積率を小さくすることができ、省スペース化に貢献す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来構造の変圧器の一例を示す断面図である。
【図2】3層絶縁電線を巻線とする構造の変圧器の例を
示す断面図である。
【図3】摩擦係数を測定するための装置を説明する説明
図である。
【符号の説明】
1 フェライト 2 ボビン 3 絶縁バリア 4 1次巻線 4a 導体 4b,4c,4d 絶縁層 5 絶縁テープ 6 2次巻線 6a 導体 6b,6c,6d 絶縁層 7 多層絶縁電線 8 スライダー 9 多層絶縁電線 10 荷重
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 繁男 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導体上に2層以上の絶縁層を有する多層
    絶縁電線において、前記絶縁層は、最外層がポリアミド
    樹脂の押出被覆層からなり、その他の層がポリエーテル
    スルホンの押出被覆層からなることを特徴とする多層絶
    縁電線。
  2. 【請求項2】 請求項1の多層絶縁電線を用いた変圧
    器。
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