説明

絶縁電線の製造方法、絶縁電線、および電気コイル

【課題】良好な絶縁性を有し、機器の長寿命化を図ることができる絶縁電線の製造方法、絶縁電線およびこれを用いた電気コイルを提供することを目的とする。
【解決手段】平角導体2に絶縁塗料Wを塗布する第1の工程と、平角導体2の角部の曲率半径よりも大きな曲率半径を有する角部が形成された開口部を有する塗布ダイス52により、絶縁塗料Wの塗布量を調整する第2の工程と、焼付炉54により、平角導体2に塗布された絶縁塗料Wを焼き付けて、乾燥させる第3の工程を繰り返すことにより、平角導体2上に、絶縁皮膜を形成して、絶縁電線が製造される。そして、第1〜第3の工程を繰り返す際に、塗布ダイス52の開口部に形成された角部の曲率半径の初期値に比し、曲率半径の最終値を大きくする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、モータのコイル等に用いられる絶縁電線の製造方法、絶縁電線、および当該絶縁電線により形成される電気コイルに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、空調機の送風機や、冷蔵庫、あるいは自動車等の各種機器に搭載される電動圧縮機をインバータ電源で駆動するシステムが増加している。例えば、空調システムにおいては、熱交換器、圧縮機、ドライヤ、およびこれらを配管接続する循環システムを備えており、当該圧縮機は、冷媒を圧縮するための圧縮部と、圧縮機と一体となった駆動モータとを備えている。そして、インバータ電源で圧縮機を駆動することにより、例えば、始動時においては、電動圧縮機を最大回転で運転することにより、空調システムの最大能力を引き出し、室温をいち早く設定温度に到達させることが可能になる。
【0003】
また、一般、この駆動モータ用の電気コイルの巻線(コイル巻きを形成する絶縁電線)として、導体と、当該導体上に形成された絶縁皮膜とを備える絶縁電線が使用されている。この絶縁電線としては、従来、断面が略円形状の導体(以下、「丸型導体」という。)上に絶縁皮膜が形成された絶縁電線が使用されてきたが、占積率が高く、各種機器の小型化を図ることができるとの観点から、断面が略長方形状(または、断面略平角形状)の導体(以下、「平角導体」という。)と、当該平角導体上に形成された絶縁皮膜を有する絶縁電線(以下、「平角電線」という。)が広く使用されるようになっている。
【0004】
この平角電線は、一般に、塗布、焼き付け工程を、複数回、繰り返して行い、平角導体上に、絶縁皮膜を形成することにより製造される。より具体的には、例えば、平角導体の表面に、絶縁塗料を塗布した後に、開口部を有する塗布ダイスを使用して、絶縁塗料の塗布量を調整し、次いで、焼付炉を使用して、平角導体に塗布された絶縁塗料を焼き付けて、乾燥させる。そして、これらの塗布、塗布量の調整、焼付け、および乾燥を複数回、繰り返すことにより、平角導体上に、絶縁皮膜を形成する構成となっている(例えば、特許文献1参照)。また、一般に、塗布量の調整に使用される塗布ダイスは、平角導体の角部の曲率半径よりも大きな曲率半径を有する角部が形成された開口部を有するものが使用される。
【特許文献1】特開2002−109974号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、上記従来の方法においては、上述の絶縁塗料の塗布量の調整を繰り返して行う際に、同一の曲率半径を有する角部が形成された開口部を有する塗布ダイスを一貫して使用するため、平角導体の表面に絶縁塗料を均一に塗布することが困難になり、平角電線の表面における、絶縁皮膜の厚みのバラツキが増大することになる。従って、絶縁電線を捲線することにより、電気コイルを形成する際に、絶縁皮膜において亀裂やピンホールが生じ、絶縁電線において、良好な絶縁性を確保することができず、当該絶縁電線が使用される駆動モータ等の機器の長寿命化を測ることが困難になるという問題があった。
【0006】
そこで、本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、良好な絶縁性を有し、機器の長寿命化を図ることができる絶縁電線の製造方法、絶縁電線およびこれを用いた電気コイルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明では、断面略長方形状を有する導体に絶縁塗料を塗布する第1の工程と、導体の角部の曲率半径よりも大きな曲率半径を有する角部が形成された開口部を有する塗布ダイスにより、絶縁塗料の塗布量を調整する第2の工程と、導体に塗布された前記絶縁塗料を焼き付けて、乾燥させる第3の工程とを少なくとも含み、第1〜第3の工程を繰り返すことにより、導体上に、絶縁皮膜を形成する絶縁電線の製造方法において、第1〜第3の工程を繰り返す際に、開口部に形成された角部の曲率半径の初期値に比し、開口部に形成された角部の曲率半径の最終値を大きくすることを特徴とする。
【0008】
同構成によれば、導体の表面に絶縁塗料を均一に塗布することができ、導体の表面における、絶縁皮膜の厚みのバラツキを減少させることが可能になる。従って、絶縁電線を捲線することにより、電気コイルを形成する際の、絶縁皮膜における亀裂やピンホールの発生を抑制することができ、絶縁電線において、良好な絶縁性を確保することが可能になる。その結果、絶縁電線が使用される駆動モータ等の機器の長寿命化を測ることができる。
【0009】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の絶縁電線の製造方法であって、開口部に形成された角部の曲率半径の初期値と導体の角部の曲率半径の値の差が、0.05mm以上0.1mm以下であることを特徴とする。同構成によれば、導体上に絶縁皮膜を形成する際に、導体に対する絶縁皮膜の付きまわりを向上させることができる。
【0010】
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の絶縁電線の製造方法であって、絶縁皮膜は、導体の外周を被覆する第1の樹脂層と、第1の樹脂層の外周を被覆する第2の樹脂層とを有し、ポリアミドイミド樹脂により第1の樹脂層を形成し、ポリアミドイミド樹脂より伸長性の高い樹脂により第2の樹脂層を形成することを特徴とする。
【0011】
同構成によれば、第2の樹脂層が、第1の樹脂層を形成するポリアミドイミド樹脂より伸長性の高い樹脂により形成されているため、絶縁電線を捲線することにより、電気コイルを形成する際に、加工治具による絶縁電線の変形に第2の樹脂層が追従するため、絶縁皮膜に亀裂が生じるのを回避できる。その結果、絶縁電線において、良好な絶縁性を確保することが可能になるため、当該絶縁電線が使用される機器の長寿命化を一層図ることが可能になる。
【0012】
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の絶縁電線の製造方法により製造された絶縁電線である。同構成によれば、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の絶縁電線の製造方法と同じ効果を有する絶縁電線を得ることが可能になる。
【0013】
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の絶縁電線を捲線して成ることを特徴とする電気コイルである。同構成によれば、請求項4に記載の絶縁電線を備える構成としているため、請求項4に記載の絶縁電線と同じ効果を有する電気コイルを得ることが可能になる。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、絶縁電線において、良好な絶縁性を確保することができ、当該絶縁電線が使用される機器の長寿命化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下に、本発明の好適な実施形態について説明する。図1は、本発明の実施形態に係る絶縁電線の構造を示す断面図である。図1に示すように、絶縁電線1は、例えば、空調機の送風機や、冷蔵庫、あるいは自動車等の各種機器に搭載される電動圧縮機と一体となった駆動モータ用の電気コイルの巻線(コイル巻きを形成する絶縁電線)等として使用されるものであり、断面が略長方形状(または、断面が略平角形状)を有する導体2(以下、「平角導体2」という。)と、当該平角導体2上に形成された絶縁皮膜3とを有している。また、この絶縁皮膜3は、平角導体2の外周を被覆する第1の樹脂層4と、当該第1の樹脂層4の外周を被覆する第2の樹脂層5とを有している。
【0016】
また、図1に示す絶縁電線1は、平角導体2上に、樹脂を含有する絶縁塗料を塗布して第1の樹脂層4を形成した後、当該第1の樹脂層4の上に、樹脂を含有する絶縁塗料を塗布して第2の樹脂層5を形成することにより作製される。
【0017】
また、この絶縁電線1を捲線して成る電気コイルは、絶縁物が装着されたステータティースに対して、絶縁電線1を集中巻きにより捲線することにより形成することができる。より具体的には、例えば、絶縁ボビンが装着された磁極ティースに対して、当該絶縁ボビンを介して絶縁電線1を直接巻き付けることにより電気コイルを形成することができる。
【0018】
ここで、平角導体2としては、必要な送電容量が確保できるものであれば良く、特に材質・構成が限定されるわけではないが、材質としては、例えば、銅線、錫めっき銅線、アルミ線、アルミ合金線、鋼心アルミ線、カッパーフライ線、ニッケルめっき銅線、銀めっき銅線、銅覆アルミ線などが挙げられる。なお、本実施形態においては、平角導体2のサイズは、特に限定されるわけではないが、高電圧を負荷するモータや電気コイル等の幅広い用途に適用するとともに、占積率を向上させるとの観点から、図1に示す、平角導体2の厚み(即ち、断面の短辺)X1は、0.8mm〜1.5mm、平角導体2の幅(即ち、断面の長辺)Y1は、1.6mm〜3.0mmであることが好ましい。また、図2に示すように、平角導体2の4隅には、曲率半径R1を有している角部C1〜C4が形成されている。
【0019】
なお、この平角導体2は、丸型導体を軟化処理した後、所定の開口部を有するダイスを使用して、当該丸型導体に対して引き抜き加工を施すことにより、製造することができる。
【0020】
また、絶縁皮膜3の第1の樹脂層4を形成する樹脂としては、平角導体2との密着性が高いとともに、絶縁性、および耐熱性が高い樹脂であれば特に限定されず、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂、およびH種ポリエステル樹脂等が好適に使用できる。なお、平角導体2との密着性が高い樹脂とは、例えば、ポリアミドイミド樹脂については、平角導体2との密着性が、汎用のポリアミドイミド樹脂(例えば、日立化成(株)製、商品名HI−405H、HI−401D等)よりも高いポリアミドイミド樹脂(例えば、日立化成(株)製、商品名HI−400A、HI−407A等)をいう。
【0021】
なお、これらの樹脂は、単独で使用しても構わないし、2種以上を組み合わせて使用しても良い。また、密着性付与剤(例えば、メラミン等のアミノ樹脂や、ヘテロ環状メルカプタン等)を添加した樹脂を使用する構成としても良い。
【0022】
第1の樹脂層4は、例えば、厚みX1が1mm、幅Y1が2mmの銅線からなる平角導体2の表面に、ポリアミドイミド系絶縁塗料を塗布して、焼付けを行い、平角導体2の外周を被覆することにより形成される。また、この場合、図1に示す、第1の樹脂層4の厚みtは、0.01mm〜0.015mmであることが好ましい。
【0023】
また、本実施形態においては、絶縁皮膜3の第2の樹脂層5は、第1の樹脂層4を形成する樹脂(例えば、ポリアミドイミド樹脂)より伸長性の高い樹脂により形成される。このような構成により、絶縁電線1を捲線することにより、電気コイルを形成する際に、加工治具等による絶縁電線1の変形に第2の樹脂層5が追従するため、絶縁皮膜3に亀裂が生じるのを効果的に回避できる。
【0024】
なお、ここでいう伸長性とは、引張伸びのことをいい、例えば、ポリイミド樹脂の引張伸びは約60%であり、ポリアミドイミド樹脂の引張伸び(約30%)よりも高いため、ポリイミド樹脂はポリアミドイミド樹脂より伸長性の高い樹脂であるといえる。なお、本実施形態においては、当該引張伸びは、40%以上であることが好ましい。
【0025】
また、第2の樹脂層5を形成する樹脂としては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニルサルホン樹脂、ポリサルホン樹脂等が好適に使用できる。なお、第2の樹脂層5を形成する樹脂としては、第1の樹脂層4を形成する樹脂より伸長性の高い樹脂であれば、第1の樹脂層4を形成する樹脂と同一種類の樹脂を使用することもできる。より具体的には、例えば、第1の樹脂層4を形成する樹脂として、上述の、平角導体2との密着性が高いポリアミドイミド樹脂(例えば、日立化成(株)製、商品名HI−400A、HI−407A等)を使用し、第2の樹脂層5を形成する樹脂として、平角導体2との密着性が高いポリアミドイミド樹脂よりも伸長性の高いポリアミドイミド樹脂(例えば、日立化成(株)製、商品名HI−401D−24、HI−401ANo.1、HI−401ANo.1K−1、HI−401ANo.1K−2、HI−401ANo.4、HI−401SE−23、HI−407ANo.1、HI−407ANo.4等)を使用することができる。なお、これらの樹脂は、単独で使用しても構わないし、2種以上を組み合わせて使用しても良い。
【0026】
第2の樹脂層5は、例えば、ポリアミドイミド系絶縁塗料を塗布して、焼付けを行い、平角導体2の表面に形成された第1の樹脂層4の外周を被覆することにより形成される。また、この場合、図1に示す、第2の樹脂層5の厚みuは、0.02mm〜0.03mmであることが好ましい。
【0027】
次に、平角導体2の外周に、樹脂を含有する絶縁塗料により絶縁皮膜3を形成する方法について説明する。図3は、本発明の実施形態に係る絶縁電線の平角導体に、絶縁皮膜を形成するための装置を説明するための概略図である。
【0028】
図3に示す、絶縁電線を製造するための装置50は、樹脂を含有する絶縁塗料Wが収納された液槽51と、平角導体2が挿通される塗布ダイス52と、当該塗布ダイス52を保持するための塗布ダイスホルダー53と、平角導体2に塗布された絶縁塗料Wの焼付けを行うための焼付炉54と、平角導体2、および平角導体2に塗布された絶縁塗料Wの冷却を行うための冷却部55を備えている。
【0029】
そして、平角導体2の外周に絶縁皮膜3を形成する際には、まず、ボビン70に巻き付けられた平角導体2を、図中の矢印Aの方向に搬送させて(または、走行させて)、液槽51の下方側から、液槽51内へと移動させ、平角導体2を絶縁塗料W中に浸して、平角導体2の外周に、第1の樹脂層4を形成する絶縁塗料Wを付着させる。この絶縁塗料Wとしては、例えば、上述の平角導体2との密着性が高いポリアミドイミド樹脂を樹脂成分とし、N−メチル−ピロリドン等を溶剤として用いたものが使用できる。また、樹脂と溶媒を含有する絶縁塗料Wの全体に対する樹脂の含有量が、20〜30重量%のものが好適に使用できる。
【0030】
また、平角導体2の移動は、例えば、当該平角導体2を図中の矢印Aの方向に搬送させて、液槽51内へと平角導体2を供給する送り出し部材であるローラ56と、当該ローラ56から供給された平角導体2を巻き取る巻き取り部材であるローラ57により行うことができる。なお、平角導体2は、所定の速度(例えば、15m/分)により移動する。
【0031】
次いで、絶縁塗料Wが付着した平角導体2を、図4に示す、塗布ダイスホルダー53に取り付けられ、固定された塗布ダイス52に形成された、断面略長方形状を有する開口部60に通過させ、当該平角導体2を塗布ダイス52に挿通させる。ここで、開口部60の厚み(即ち、断面の短辺)X2は、上述の、平角導体2の厚みX1よりも大きく(即ち、X2>X1)形成されており、また、開口部60の幅(即ち、断面の長辺)Y2は、上述の、平角導体2の幅Y1よりも大きく(即ち、Y2>Y1)形成されている。また、図4に示すように、開口部60の4隅には、曲率半径R2を有している角部D1〜D4が形成されており、当該曲率半径R2は、上述の、平角導体2の角部C1〜C4の曲率半径R1よりも大きく(即ち、R1<R2)設定されている。そして、この塗布ダイス52の開口部60を平角導体2が通過する際に、塗布ダイス52の開口部60と絶縁塗料Wが接触して、平角導体2の外周に付着した余分な絶縁塗料Wが除去されて、平角導体2の外周に付着した絶縁塗料Wの量(即ち、絶縁塗料Wの塗布量)が調整される。次いで、絶縁塗料Wが付着した平角導体2が、焼付炉54へ移動し、当該焼付炉54において、平角導体2の外周に付着した絶縁塗料Wを、例えば、450℃にて約1分間焼付けを行い、乾燥させる。なお、焼付炉54による焼付け温度は、使用する絶縁塗料Wの種類等により、適宜選択できるが、400℃〜800℃が適当と考えられる。次いで、冷却部55により、平角導体2に塗布された絶縁塗料Wの冷却が行われる。
【0032】
そして、上記塗布、塗布量の調整、焼付け、および乾燥を複数回、繰り返して行うことにより、平角導体2の外周に、第1の樹脂層4が形成される。即ち、平角導体2の外周に絶縁塗料Wを塗布した後、焼付炉54により、絶縁塗料Wの溶剤を蒸発させて乾燥させる作業を、複数回、繰り返して徐々に皮膜を成長させ、所定の厚みtを有する第1の樹脂層4を形成する構成としている。なお、繰り返しの回数は、適宜選択できるが、2回から20回が適当である。例えば、平角導体2の外周に付着した絶縁塗料Wを乾燥させ、焼き付け処理を行った後、再度、絶縁塗料Wの塗布、塗布量の調整、焼付け、および乾燥を行い、合計2回の塗布、塗布量の調整、乾燥、および焼付け処理により、平角導体2の外周に、第1の樹脂層4を形成してもよい。また、この繰り返し作業は、ローラ57により巻き取られた平角導体2を、図中の矢印Bの方向に搬送させて、ローラ56へ移動させ、再度、ローラ57により巻き取ることにより行われる。
【0033】
次に、第1の樹脂層4の外周に第2の樹脂層5を形成する。この第2の樹脂層5の形成は、上述の第1の樹脂層4の形成方法と同様の方法を採用することができる。即ち、外周に第1の樹脂層4が形成された平角導体2を、図中の矢印Aの方向に進行させて、液槽51の下方側から、液槽51内へと移動させ、第1の樹脂層4の外周に、第2の樹脂層5を形成するための絶縁塗料Wを付着させる。この絶縁塗料Wとしては、例えば、上述の第1の樹脂層4を形成する樹脂より伸長性の高いポリイミド樹脂を樹脂成分とし、N−メチル−ピロリドン等を溶剤として用いたものが使用できる。また、この場合、樹脂と溶媒を含有する絶縁塗料W全体に対する樹脂の含有量が、20〜30重量%のものが好適に使用できる。
【0034】
また、第1の樹脂層4が形成された平角導体2の移動は、上述のローラ56、57により行うことができる。この際、平角導体2は、所定の速度(例えば、15m/分)により移動する。
【0035】
次いで、絶縁塗料Wが付着した平角導体2を、上述の、塗布ダイス52に形成された開口部60に通過させ、当該平角導体2を塗布ダイス52に挿通させる。そして、この塗布ダイス52の開口部60を平角導体2が通過する際に、塗布ダイスの開口部60と絶縁塗料Wが接触して、第1の樹脂層4の外周に付着した余分な絶縁塗料Wが除去されて、第1の樹脂層4の外周に付着した絶縁塗料Wの量(即ち、絶縁塗料Wの塗布量)が調整される。次いで、絶縁塗料Wが付着した平角導体2が、焼付炉54に移動し、当該焼付炉54において、第1の樹脂層4の外周に付着した絶縁塗料Wを、例えば、450℃にて約1分間焼付けを行い、乾燥させる。なお、焼付炉54による焼付け温度は、上述のごとく、400℃〜800℃が適当と考えられる。次いで、冷却部55により、平角導体2に塗布された絶縁塗料Wの冷却が行われる。
【0036】
そして、上述の第1の樹脂層を形成する場合と同様に、これらの塗布、塗布量の調整、焼付け、および乾燥を複数回、繰り返して行うことにより、第2の樹脂層5を形成する。即ち、上述の第1の樹脂層の場合と同様に、第1の樹脂層4の外周に絶縁塗料Wを塗布した後、焼付炉54により、絶縁塗料Wの溶剤を蒸発させて乾燥させる作業を、複数回、繰り返して徐々に皮膜を成長させ、所定の厚みuを有する第2の樹脂層5を形成する構成としている。なお、繰り返しの回数は、適宜選択できるが、2回から20回が適当である。例えば、第1の樹脂層4の外周に付着した絶縁塗料Wを乾燥させ、焼き付け処理を行った後、再度、絶縁塗料Wの塗布、および焼付け、乾燥を行い、合計12回の塗布、乾燥・焼付け処理により、第1の樹脂層4の外周に、第2の樹脂層5を形成してもよい。また、この繰り返し作業は、上述の第1の樹脂層4を形成する場合と同様に、ローラ57により巻き取られた平角導体2を、図中の矢印Bの方向に搬送させて、ローラ56へ移動させ、再度、ローラ57により巻き取ることにより行われる。
【0037】
以上の工程により、平角導体2上に、第1、第2の樹脂層4、5を有する絶縁皮膜3が形成された、図1に示す絶縁電線1が形成される。形成された絶縁電線1は、ローラ57から、図中の矢印Cの方向に搬送させて、ボビン71に巻き取られる。
【0038】
ここで、本実施形態においては、上述の塗布、塗布量の調整、焼付け、および乾燥を複数回、繰り返す際に、塗布ダイス52の開口部60に形成された角部D1〜D4の曲率半径R2の初期値Xに比し、当該曲率半径R2の最終値Yを大きくする(即ち、X<Yとする)点に特徴がある。より具体的には、例えば、塗布、塗布量の調整、焼付け、および乾燥を複数回(例えば、14回)、繰り返して、所定の曲率半径R1(例えば、0.3mm)を有する角部C1〜C4を有する平角導体2の外周に絶縁皮膜3を形成する場合、まず、曲率半径R2が0.35mm(=初期値X)である塗布ダイス52により、複数回(例えば、7回)、絶縁塗料Wの塗布量の調整を行い、次いで、曲率半径R2が0.40mm(=最終値Y)である塗布ダイス52により、残りの回数(即ち、14−7=7回)、絶縁塗料Wの塗布量の調整を行う。このような構成により、平角導体2の表面に絶縁塗料Wを均一に塗布することが可能になるため、平角導体2の表面における、絶縁皮膜3の厚みT(=第1の樹脂層の厚みt+第2の樹脂層の厚みu)のバラツキを低減することが可能になる。
【0039】
なお、平角導体2に対する絶縁皮膜3の付きまわりを向上させるとの観点から、曲率半径R2の初期値Xと曲率半径R1の値Zの差が、0.05mm以上0.1mm以下(即ち、0.05≦X−Z≦0.1)となるように構成することが好ましい。
【0040】
以上に説明した本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)本実施形態の絶縁電線の製造方法においては、断面略長方形状を有する平角導体2に絶縁塗料Wを塗布し、平角導体2の角部C1〜C4の曲率半径R1よりも大きな曲率半径R2を有する角部D1〜D4が形成された開口部60を有する塗布ダイス52により、絶縁塗料Wの塗布量を調整し、平角導体2に塗布された絶縁塗料Wを焼き付けて、乾燥させる構成としている。そして、これらの塗布、塗布量の調整、焼付け、および乾燥を複数回、繰り返して行うことにより、平角導体2上に、絶縁皮膜3を形成する際に、塗布ダイス52の開口部60に形成された角部D1〜D4の曲率半径R2の初期値Xに比し、当該曲率半径R2の最終値Yを大きくする構成としている。このような構成により、平角導体2の表面に絶縁塗料Wを均一に塗布することができ、平角導体2の表面における、絶縁皮膜3の厚みTのバラツキを減少させることが可能になる。従って、絶縁電線1を捲線することにより、電気コイルを形成する際の、絶縁皮膜3における亀裂やピンホールの発生を抑制することができ、絶縁電線1において、良好な絶縁性を確保することが可能になる。その結果、絶縁電線1が使用される駆動モータ等の機器の長寿命化を測ることができる。
【0041】
(2)本実施形態においては、開口部60に形成された角部D1〜D4の曲率半径R2の初期値Xと平角導体2の角部C1〜C4の曲率半径R1の値Zの差が、0.05mm以上0.1mm以下となるように構成している。従って、平角導体2上に絶縁皮膜3を形成する際に、平角導体2に対する絶縁皮膜3の付きまわりを向上させることができる。
【0042】
(3)本実施形態においては、絶縁皮膜3の第2の樹脂層5は、第1の樹脂層4を形成する樹脂より伸長性の高い樹脂により形成される。このような構成により、絶縁電線1を捲線することにより、電気コイルを形成する際に、加工治具等による絶縁電線1の変形に第2の樹脂層5が追従するため、絶縁皮膜3に亀裂が生じるのを効果的に回避できる。その結果、絶縁電線1において、良好な絶縁性を確保することが可能になるため、当該絶縁電線1が使用される機器(例えば、上述の駆動モータ)の長寿命化を一層図ることが可能になる。
【0043】
なお、上記実施形態は以下のように変更しても良い。
・上述の実施形態においては、上述の塗布、塗布量の調整、焼付け、および乾燥を複数回、繰り返す際に、異なる曲率半径R2を有する2種類の塗布ダイス52により、絶縁塗料Wの塗布量の調整を行う構成としたが、塗布、塗布量の調整、焼付け、および乾燥を、複数回、繰り返す際に、塗布ダイス52の開口部60に形成された角部D1〜D4の曲率半径R2の初期値Xに比し、当該曲率半径R2の最終値Yを大きくする構成であれば、異なる曲率半径R2を有する3種類以上の塗布ダイス52を使用しても良い。例えば、塗布、塗布量の調整、焼付け、および乾燥を複数回、繰り返す際に、異なる曲率半径R2を有する4種類の塗布ダイス52(例えば、曲率半径R2が、各々、0.35mm、0.40mm、0.45mm、0.50mmの塗布ダイス52)により、絶縁塗料Wの塗布量の調整を行う構成とすることができる。
【0044】
・また、絶縁電線1においては、図5に示すように、樹脂を含有する融着塗料を塗布して、絶縁皮膜3上に自己融着層58を形成する構成としてもよい。この自己融着層58を構成する樹脂としては、例えば、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ブチラール樹脂、ポリエステル樹脂等が好適に使用できる。この自己融着層58により、コイル巻後、通電による加熱や溶剤処理法等により、最外層の自己融着層58が溶解または膨潤し、電気コイルを構成する各絶縁電線1の間が融着固化されることになる。この自己融着層58は、例えば、エポキシ系の融着塗料を塗布して、焼付けを行い、第1の樹脂層4の表面に形成された第2の樹脂層5の外周を被覆することにより形成される。また、この場合、図5に示す、当該自己融着層58の厚みvは、0.005mm〜0.01mmであることが好ましい。
【実施例】
【0045】
以下に、本発明を実施例、比較例に基づいて説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではなく、これらの実施例を本発明の趣旨に基づいて変形、変更することが可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。
【0046】
(実施例1)
(絶縁電線の作製)
直径1.90mmの丸型導体を、軟化処理後、圧延加工を行うとともに、所定の開口部を有する伸線ダイスを使用して、引き抜き加工を施して、厚みX1が1.0mm、幅Y1が2.0mm、角部C1〜C4の曲率半径R1が0.3mmの平角導体2を得た。次いで、表1に示す、厚みX2、および幅Y2を有し、開口部60の角部D1〜D4の曲率半径R2が0.35mmの塗布ダイス52を用いて、平角導体2の表面に、ポリアミドイミド系の絶縁塗料W(日立化成(株)製、商品名HI−400A)を塗布するとともに、当該絶縁塗料Wの塗布量を調整した。次いで、平角導体2を15m/分の速度で、焼付炉54中を通過させ、平角導体2の外周に付着した絶縁塗料Wに対して、450℃にて約1分間焼付けを行い、乾燥させた。次いで、冷却部55により、平角導体2に塗布された絶縁塗料Wの冷却を行った。そして、以上の塗布、焼付け、乾燥、および冷却を2回、繰り返して行うことにより、平角導体2の外周に第1の樹脂層4を形成した。
【0047】
次いで、上述の、角部D1〜D4の曲率半径R2が0.35mmの塗布ダイス52を用いて、第1の樹脂層4の表面に、ポリアミドイミド系の絶縁塗料W(日立化成(製)、商品名HI−405H−6)を塗布して、上述の塗布、焼付け、乾燥、および冷却を更に5回、繰り返して行った。
【0048】
次いで、表1に示す、厚みX2、および幅Y2を有し、開口部60の角部D1〜D4の曲率半径R2が0.40mmの塗布ダイス52を用いて、引き続き、第1の樹脂層4の表面に、ポリアミドイミド系の絶縁塗料W(日立化成(製)、商品名HI−405H−6)を塗布するとともに、当該絶縁塗料Wの塗布量を調整した。次いで、平角導体2を15m/分の速度で、焼付炉54中を通過させ、第1の樹脂層4の外周に付着した絶縁塗料Wに対して、450℃にて約1分間焼付けを行い、乾燥させた。次いで、冷却部55により、第1の樹脂層4に塗布された絶縁塗料Wの冷却を行った。そして、以上の塗布、焼付け、乾燥、および冷却を7回、繰り返して行うことにより、第1の樹脂層4の外周に第2の樹脂層5を形成し、図6に示す第1、第2の樹脂層4、5から形成される絶縁皮膜3を有する絶縁電線1を作製した。
【0049】
(絶縁皮膜の圧みの測定)
次いで、作製した絶縁電線1の絶縁皮膜3の厚みTを測定した。より具体的には、絶縁電線1をエポキシ樹脂等の透明な材料に埋め込んだ状態の、当該絶縁電線1の断面形状に基づいて、絶縁皮膜3の厚みTを測定した。なお、当該厚みTの測定は、図6に示す絶縁皮膜3のA〜Hの部位に対して行った。また、絶縁皮膜3の厚みTの最大値と最小値の差を算出した。以上の結果を、表2に示す。
【0050】
(絶縁破壊電圧試験)
次いで、作製した絶縁電線1を、グリセリンと飽和食塩水の混合溶液に浸し、絶縁電線1の平角導体2と、グリセリンと飽和食塩水の混合溶液の間に、50Hz、または60Hzの正弦波に近い波形を有する交流電圧を加えて、絶縁破壊電圧を測定した。なお、交流電圧は、500V/秒の速さで一様に上昇させ、絶縁破壊の検出電流は5mAとした。以上の結果を、表2に示す。
【0051】
(比較例1)
上述の角部D1〜D4の曲率半径R2が0.35mmの塗布ダイス52を一貫して使用し、角部D1〜D4の曲率半径R2が0.40mmの塗布ダイス52を使用しなかったこと以外は、上述の実施例1と同様の条件により、図7に示す、平角導体2上に、第1、第2の樹脂層80、81から形成される絶縁皮膜82を有する絶縁電線83を作製した。次いで、上述の実施例1と同様の条件により、絶縁皮膜の厚みの測定、および絶縁破壊電圧試験を行った。以上の結果を表2に示す。なお、絶縁皮膜の厚みの測定は、図7に示す絶縁皮膜のA〜Hの部分に対して行った。
【0052】
【表1】

【0053】
【表2】

【0054】
表2から判るように、まず、開口部60の角部D1〜D4の曲率半径R2が0.35mmの塗布ダイスを使用し、次いで、開口部60の角部D1〜D4の曲率半径R2が0.40mmの塗布ダイス52を使用した実施例1は、開口部60の角部D1〜D4の曲率半径R2が0.35mmの塗布ダイスのみを使用した比較例1に比し、絶縁皮膜3の厚みTの最大値と最小値の差が小さいことが判る。即ち、実施例1は、比較例1に比し、平角導体2の表面に絶縁塗料Wを均一に塗布することが可能になり、平角導体2の表面における、絶縁皮膜3の厚みTのバラツキを減少させることができることが判る。また、表2から判るように、実施例1の絶縁電線1は、比較例1の絶縁電線83に比し、高い絶縁破壊電圧を有しており、良好な絶縁性を確保できることが判る。
【0055】
これは、実施例1においては、上述の塗布、塗布量の調整、焼付け、および乾燥を複数回、繰り返す際に、開口部60の角部D1〜D4の曲率半径R2を、段階的に大きくしたためであると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【0056】
本発明の活用例としては、モータのコイル等に用いられる絶縁電線の製造方法、絶縁電線、および当該絶縁電線により形成される電気コイルが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【0057】
【図1】本発明の実施形態に係る絶縁電線の構造を示す断面図である。
【図2】本発明の実施形態に係る絶縁電線における平角導体の構造を示す断面図である。
【図3】本発明の実施形態に係る絶縁電線の平角導体に、絶縁皮膜を形成するための装置を説明するための概略図である。
【図4】塗布ダイスの構造を示す概略図である。
【図5】図1に示す絶縁電線に自己融着層を形成した状態を示す断面図である。
【図6】実施例1の絶縁電線の構造を示す断面図である。
【図7】比較例1の絶縁電線の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【0058】
1…絶縁電線、2…平角導体、3…絶縁皮膜、4…第1の樹脂層、5…第2の樹脂層、9…電気コイル、50…絶縁電線を製造するための装置、52…塗布ダイス、54…焼付炉、55…冷却部、60…開口部、W…絶縁塗料、R1…平角導体の角部の曲率半径、R2…開口部の角部の曲率半径、C1〜C4…平角導体の角部、D1〜D4…開口部の角部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
断面略長方形状を有する導体に絶縁塗料を塗布する第1の工程と、
前記導体の角部の曲率半径よりも大きな曲率半径を有する角部が形成された開口部を有する塗布ダイスにより、前記絶縁塗料の塗布量を調整する第2の工程と、
前記導体に塗布された前記絶縁塗料を焼き付けて、乾燥させる第3の工程と
を少なくとも含み、前記第1〜第3の工程を繰り返すことにより、前記導体上に、絶縁皮膜を形成する絶縁電線の製造方法において、
前記第1〜第3の工程を繰り返す際に、前記開口部に形成された前記角部の曲率半径の初期値に比し、前記開口部に形成された前記角部の曲率半径の最終値を大きくすることを特徴とする絶縁電線の製造方法。
【請求項2】
前記開口部に形成された角部の曲率半径の初期値と前記導体の角部の曲率半径の値の差が、0.05mm以上0.1mm以下であることを特徴とする請求項1に記載の絶縁電線の製造方法。
【請求項3】
前記絶縁皮膜は、前記導体の外周を被覆する第1の樹脂層と、前記第1の樹脂層の外周を被覆する第2の樹脂層とを有し、ポリアミドイミド樹脂により前記第1の樹脂層を形成し、前記ポリアミドイミド樹脂より伸長性の高い樹脂により前記第2の樹脂層を形成することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の絶縁電線の製造方法。
【請求項4】
請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の絶縁電線の製造方法により製造された絶縁電線。
【請求項5】
請求項4に記載の絶縁電線を捲線して成ることを特徴とする電気コイル。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate


【公開番号】特開2008−123759(P2008−123759A)
【公開日】平成20年5月29日(2008.5.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−304375(P2006−304375)
【出願日】平成18年11月9日(2006.11.9)
【出願人】(302068597)住友電工ウインテック株式会社 (22)
【Fターム(参考)】