絶縁電線の製造装置および絶縁電線の製造方法
【課題】省エネルギーで、絶縁層の絶縁特性および層間密着性を良好にできる絶縁電線の製造装置および絶縁電線の製造方法を提供する。
【解決手段】導体１１の移動経路に沿って複数の塗布槽６の各々と複数の乾燥用加熱部３ａ、３ｂ、・・・、３ｎの各々とが交互に配置されている。硬化用加熱装置４は、複数の乾燥用加熱部３ａ、３ｂ、・・・、３ｎのうちの最下流に配置された乾燥用加熱部３ｎの下流側にのみ配置されている。
【解決手段】導体１１の移動経路に沿って複数の塗布槽６の各々と複数の乾燥用加熱部３ａ、３ｂ、・・・、３ｎの各々とが交互に配置されている。硬化用加熱装置４は、複数の乾燥用加熱部３ａ、３ｂ、・・・、３ｎのうちの最下流に配置された乾燥用加熱部３ｎの下流側にのみ配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁電線の製造装置および絶縁電線の製造方法に関し、特に、導体に絶縁塗料を塗布し焼付けて絶縁層を形成するための絶縁電線の製造装置および絶縁電線の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、導体上に絶縁塗料を被覆したエナメル線が知られている。エナメル線は、たとえば各種電気機器の配線、モータや変圧器などの巻線として広く利用されている。
【０００３】
一般的なエナメル線は、導体上に絶縁ワニスを塗布する工程と、絶縁ワニスを塗布された導体を焼付炉に通して絶縁ワニスを乾燥・硬化させて焼付ける工程とを、絶縁層（絶縁皮膜）が所定の厚さに達するまで複数回繰り返すことで製造されている。
【０００４】
エナメル線の焼付炉に関する技術として、熱風循環式の焼付装置がたとえば特開平９−３５５５６号公報（特許文献１）、特開２００３−１８７６５８号公報（特許文献２）に記載されている。熱風循環式の焼付装置は、主に対流熱による伝熱でエナメル線の焼付を行なうものである。この熱風循環式の焼付装置は、熱風を循環させるための循環チャンバーと焼付チャンバーとを有している。この循環チャンバーには、空気加熱用のヒータ、蒸発溶剤を燃焼させるための触媒、熱風を循環させるためのファンなどが配置されている。ヒータで加熱された空気がファンにより循環チャンバーと焼付チャンバーとに循環される。これにより、焼付チャンバーにて、導体に塗布された絶縁ワニスが乾燥・硬化される。
【０００５】
またエナメル線の製造に関する技術として、誘導加熱手段を用いてエナメルワニスを乾燥させる技術がたとえば特開昭６０−１３６１１１号公報（特許文献３）に記載されている。この公報に記載のエナメル線の製造においては、導体外側にエナメルワニスが塗布された後、誘導加熱コイルで加熱することでワニス塗布層中の溶剤が蒸発されてワニス塗布層が乾燥され、その乾燥した塗布膜が加熱ヒータなどで硬化される。
【０００６】
この特開昭６０−１３６１１１号公報には、誘導加熱コイルを用いることで、ワニス塗布層を導体の内部から乾燥させることができるため、エナメルワニスを外側から加熱する熱風などの熱源に比較して、塗布膜の表面近傍に気泡や亀裂などが生じることを抑制できることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−３５５５６号公報
【特許文献２】特開２００３−１８７６５８号公報
【特許文献３】特開昭６０−１３６１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら特開昭６０−１３６１１１号公報に記載の技術では、１回のワニスの塗布ごとにワニスの乾燥と硬化が行なわれる。通常、ワニスは１本の導体の外側に多層に塗布されるため、ワニス１回の塗布ごとにワニスの乾燥と硬化が行なわれると、通常、乾燥温度よりも硬化温度の方が高いため、複数回の高温での焼付処理が必要となり、加熱エネルギーが多く必要になる。
【０００９】
また内周側の絶縁層（１回のワニス塗布、焼付けで形成される層）には外周側の絶縁層よりも多数回の焼付処理が施されることになるため、内周側と外周側とで絶縁層の熱履歴を均一にすることが困難となる。この内外周の不均一によって、絶縁特性が悪化する。熱硬化した絶縁層は未硬化の絶縁層に比べると溶剤耐性が高いので、さらに絶縁層の層間の密着性も悪化する。
【００１０】
本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、省エネルギーで、絶縁層の絶縁特性および層間密着性を良好にできる絶縁電線の製造装置および絶縁電線の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の絶縁電線の製造装置は、導体に絶縁塗料を塗布し焼付けて絶縁層を形成するための絶縁電線の製造装置であって、複数の塗布部と、乾燥用加熱装置と、硬化用加熱装置とを備えている。複数の塗布部は、導体上に絶縁塗料を塗布するためのものである。乾燥用加熱装置は、塗布された絶縁塗料中の溶剤を主に乾燥させるためのものである。硬化用加熱装置は、導体上で絶縁塗料を主に硬化させるためのものである。乾燥用加熱装置は複数の乾燥用加熱部を有している。導体の移動経路に沿って複数の塗布部の各々と複数の乾燥用加熱部の各々とが交互に配置され、かつ硬化用加熱装置は複数の乾燥用加熱部のうちの最下流に配置された乾燥用加熱部の下流側にのみ配置されている。
【００１２】
本発明の絶縁電線の製造装置によれば、導体の移動経路に沿って複数の塗布部の各々と複数の乾燥用加熱部の各々とが交互に配置され、かつ硬化用加熱装置は複数の乾燥用加熱部のうちの最下流に配置された乾燥用加熱部の下流側にのみ配置されている。このため、絶縁塗料の塗布と乾燥とが繰り返された後に、絶縁塗料の硬化が行なわれる。よって、１回の塗布および乾燥ごとに硬化が行われる場合に比較して、硬化の回数を減らすことができ、硬化のための熱処理を省略することができる。したがって、焼付けのための熱処理のエネルギーを省略することができる。
【００１３】
また導体上に多層に形成された絶縁層の各々に同じ回数の硬化が行なわれることになる。このため、内周側と外周側の絶縁塗料に異なる回数の硬化のための熱処理が行われる場合に比較して、内周側と外周側とで絶縁層を均一にすることが容易となり、絶縁特性を良好にすることができる。さらに１回の塗布、焼付工程で形成される絶縁層同士の層間の密着性も良好にすることができる。
【００１４】
上記の絶縁電線の製造装置においては、乾燥用加熱装置と硬化用加熱装置との各々が、誘導加熱コイルである。
【００１５】
この誘導加熱コイルにより電磁誘導の原理を利用して導体が加熱される。このため、熱風を利用した外部からの接触熱伝達による熱風循環式の焼付装置を用いる場合と比較して、昇温時間を短くできるため炉の長さを短くできる。また炉の保温が不要であるため、炉の断面積も小さくできる。このように炉の長さを小さくできるとともに炉の断面積も小さくできるため、設備も小さくでき、構造も簡易にできる。また設備が小さくでき、かつ構造も簡易にできるため、異物のケアも容易となる。
【００１６】
上記の絶縁電線の製造装置においては、乾燥用加熱装置は、複数の誘導加熱コイルからなっていてもよく、また複数の乾燥用加熱部を有する１つの誘導加熱コイルからなっていてもよい。乾燥用加熱装置を１つの誘導加熱コイルから構成した場合には、製造装置の部品点数を減らすことができる。
【００１７】
本発明の絶縁電線の製造方法は、導体に絶縁塗料を塗布し焼付けて絶縁層を形成するための絶縁電線の製造方法であって、以下の工程を備えている。
【００１８】
導体上に絶縁塗料が塗布される。導体上に塗布された絶縁塗料が乾燥されて第１の絶縁層が形成される。この第１の絶縁層上にさらに絶縁塗料が塗布され、乾燥されて第２の絶縁層が形成される。この絶縁塗料を塗布し、乾燥させて第２の絶縁層を形成する工程が１回以上繰り返された後、第１および第２の絶縁層のすべてが硬化される。
【００１９】
なお第２の絶縁層を形成する工程が１回以上繰り返されるとは、第１の絶縁層上に第２の絶縁層が１層のみ形成される場合を含んでおり、かつ第１の絶縁層上に２層以上の第２の絶縁層が形成される場合も含んでいる。
【００２０】
本発明の絶縁電線の製造方法によれば、絶縁塗料を塗布し、乾燥させて第２の絶縁層を形成する工程が１回以上繰り返された後に、第１および第２の絶縁層のすべての硬化が行なわれる。よって、１回の塗布および乾燥ごとに硬化が行われる場合に比較して、硬化の回数を減らすことができ、硬化のための熱処理を省略することができる。したがって、焼付けのための熱処理のエネルギーを省略することができる。
【００２１】
上記の絶縁電線の製造方法においては、第１の絶縁層を形成するための絶縁塗料の乾燥と、第２の絶縁層を形成するための絶縁塗料の乾燥と、第１および第２の絶縁層のすべての硬化との各々は誘導加熱コイルを用いて行なわれる。
【００２２】
これにより、上記と同様、熱風循環式の焼付装置を用いる場合と比較して、昇温時間を短くできるため炉の長さを短くできる。また炉の保温が不要であるため、炉の断面積も小さくできる。このように炉の長さを小さくできるとともに炉の断面積も小さくできるため、設備も小さくでき、構造も簡易にできる。また異物のケアも容易となる。
【００２３】
上記の絶縁電線の製造方法においては、第１の絶縁層を形成するための絶縁塗料の乾燥と、第２の絶縁層を形成するための絶縁塗料の乾燥とは１つの誘導加熱コイル内で行なわれる。これにより製造装置の部品点数を減らすことができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように本発明によれば、省エネルギーで、絶縁層の絶縁特性および層間密着性を良好にできる絶縁電線の製造装置および絶縁電線の製造方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施の形態における絶縁電線の製造装置の構成を概略的に示す模式図である。
【図２】図１に示す絶縁電線の製造装置の乾燥用加熱装置を加熱用と保温用とに分けた構成を概略的に示す模式図である。
【図３】図２の絶縁電線の製造装置における乾燥時の温度制御を示す図である。
【図４】図２の絶縁電線の製造装置における硬化時の温度制御を示す図である。
【図５】本発明の第１の変形例における絶縁電線の製造装置の構成を概略的に示す模式図（Ａ）と、その模式図（Ａ）の矢印ＶＢ方向から見た乾燥用加熱装置の構成を示す図（Ｂ）である。
【図６】本発明の第２の変形例における絶縁電線の製造装置の構成を概略的に示す模式図（Ａ）と、その模式図（Ａ）の矢印ＶＩＢ方向から見た乾燥用加熱装置の構成を示す図（Ｂ）である。
【図７】時間と導体の温度との関係を示す図である。
【図８】竪沿型コイルの構成を説明するための側面図（Ａ）、正面図（Ｂ）、および正面図（Ｂ）のＸＩＩＩｃ−ＸＩＩＩｃ線に沿う概略断面図（Ｃ）である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
図１を参照して、本実施の形態の絶縁電線の製造装置１０Ａは、導線（導体）１１に絶縁塗料を塗布し焼付けて絶縁層を形成するためのものであって、複数の塗布槽（塗布部）６と、複数のダイス装置７と、乾燥用加熱装置３ａ、３ｂ、・・・、３ｎと、硬化用加熱装置４と、複数のガラス管５とを有している。
【００２７】
複数の塗布槽６の各々は、たとえばポリアミドイミド樹脂ワニス、ポリイミド樹脂ワニスなどの絶縁塗料が充填されるものであり、導体１１が塗布槽６内を通過することで導体１１の外周面に絶縁塗料を塗布できるように構成されている。複数のダイス装置７の各々は、導体１１がダイス装置７内を通過することで導体１１の外周面に塗布される絶縁塗料の厚みを一定厚みに制御できるように構成されている。
【００２８】
乾燥用加熱装置３ａ、３ｂ、・・・、３ｎは、導体１１上に塗布された絶縁塗料を主に乾燥させるために導体１１および絶縁塗料を加熱するためのものである。ここで絶縁塗料の乾燥とは、絶縁塗料に含まれる溶剤を気化させる温度であって、絶縁塗料が硬化しない温度に加熱することを意味する。この乾燥用加熱装置３ａ、３ｂ、・・・、３ｎは、導体１１の移動経路（図１中の導体１１および１点鎖線で示す走行経路）に沿って順に配置された、第１の乾燥用加熱部３ａ、第２の乾燥用加熱部３ｂ、・・・、第ｎの乾燥用加熱部３ｎのように複数の乾燥用加熱部を有している。乾燥用加熱部の個数に特に制限はないが、好ましくは１０個程度である。複数の乾燥用加熱部３ａ、３ｂ、・・・、３ｎの各々は、誘導加熱コイルであることが好ましい。
【００２９】
硬化用加熱装置４は、導体１１上にて絶縁塗料を主に硬化させるために導体１１および絶縁塗料を加熱するためのものである。ここで絶縁塗料を硬化させるとは、絶縁塗料を硬化させる温度以上に加熱することを意味する。この硬化用加熱装置４は、誘導加熱コイルであることが好ましい。
【００３０】
複数のガラス管５の各々は、複数の乾燥用加熱部３ａ、３ｂ、・・・、３ｎの各々の内部において導体１１の外周を取り囲むように配置されている。このガラス管５は、導体１１上に塗布された絶縁塗料を乾燥させるときに気化する溶剤を凝縮により液化して回収するために設けられている。つまり絶縁塗料の乾燥時に気化した溶剤をガラス管５の表面にて凝縮させて液滴として付着させ、別途に設けられた回収容器中に滴下させることで溶剤が回収されるようガラス管５は構成されている。
【００３１】
本実施の形態の絶縁電線の製造装置１０Ａにおいては、導体１１の移動経路に沿って複数の塗布槽６の各々と複数の乾燥用加熱部３ａ、３ｂ、・・・、３ｎの各々とが交互に配置されている。ここで、対となる塗布槽６と乾燥用加熱部とは、導体１１の移動経路において塗布槽６が上流側に位置し、乾燥用加熱部が下流側に位置している。また対となる塗布槽６と乾燥用加熱部との間に、ダイス装置７が配置されている。そして硬化用加熱装置４は、複数の乾燥用加熱部３ａ、３ｂ、・・・、３ｎのうちの最下流に配置された乾燥用加熱部３ｎの下流側にのみ配置されている。つまり硬化用加熱装置４は、塗布槽６と乾燥用加熱部との間には配置されておらず、かつ導体１１の移動経路において最上流に配置された塗布槽６の上流側にも位置していない。
【００３２】
なお上記においては複数の乾燥用加熱部３ａ、３ｂ、・・・、３ｎおよび硬化用加熱装置４が誘導加熱コイルの場合について説明したが、これらは熱風、赤外線、電熱などの熱源により加熱するものであってもよい。
【００３３】
また上記においては複数の塗布槽６がある場合について説明したが、１つの塗布槽６を複数の導体が通る構成であってもよい。この場合、１つの塗布槽６が複数の塗布部を有することになり、１つの塗布部は１本の導体の通過部に対応する。
【００３４】
また絶縁塗料としては、たとえばエナメル被覆の構成樹脂を溶剤で溶解したものが用いられる。この構成樹脂は、絶縁性が高く、耐熱性が高い樹脂であれば特に限定されない。具体的には、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂などが好適に使用され得る。また溶剤としてはＮ−メチル−２−ピロリドンやクレゾールを利用することができる。
【００３５】
また導体１１の具体例としては、たとえば銅線、銅合金線、錫めっき銅線、アルミニウム線、アルミニウム合金線、鋼心アルミニウム線、カッパーフライ線、ニッケルめっき銅線、銀めっき銅線、銅覆アルミニウム線などが挙げられる。また導体１１は、丸線であってもよく、平角線であってもよい。
【００３６】
なお図１に示す複数の乾燥用加熱部３ａ、３ｂ、・・・、３ｎのそれぞれは、図２に示すように、加熱部１ａ、１ｂ、・・・、１ｎと、保温部２ａ、２ｂ、・・・、２ｎとに分かれていることが好ましい。この加熱部１ａ、１ｂ、・・・、１ｎと保温部２ａ、２ｂ、・・・、２ｎとは別個に制御されることが好ましく、この加熱部１ａ、１ｂ、・・・、１ｎにおける昇温速度は保温部２ａ、２ｂ、・・・、２ｎにおける昇温速度よりも大きくなるように制御されることが好ましい。
【００３７】
加熱部１ａ、１ｂ、・・・、１ｎと、保温部２ａ、２ｂ、・・・、２ｎとは誘導加熱コイルであってもよく、また熱風、赤外線、電熱などの熱源により加熱するものであってもよい。
【００３８】
次に、本実施の形態の絶縁電線の製造方法について説明する。
図１を参照して、まず導体１１は、導体１１の移動経路の最上流に位置する塗布槽６内を通過することにより、その外周面に第１層目の絶縁塗料を塗布される。この後、第１層目の絶縁塗料を塗布された導体１１がダイス装置７内を通過することにより、第１層目の絶縁塗料の厚みが一定に制御される。この後、導体１１および絶縁塗料は乾燥用加熱部３ａにより加熱される。この加熱は、第１層目の絶縁塗料中の溶剤が気化し、かつ第１層目の絶縁塗料が硬化しない程度の温度で行なわれる。これにより、第１層目の絶縁塗料中の溶剤が気化して第１層目の絶縁塗料が乾燥する。
【００３９】
この後、第１層目の絶縁塗料を塗布された導体１１は、２つ目の塗布槽６内を通過することにより、第１層目の絶縁塗料上に第２層目の絶縁塗料を塗布される。この後、第２層目の絶縁塗料を塗布された導体１１がダイス装置７内を通過することにより、第２層目の絶縁塗料の厚みが一定に制御される。この後、導体１１および絶縁塗料は乾燥用加熱部３ｂにより加熱される。この加熱は、第２層目の絶縁塗料中の溶剤が気化し、かつ第２層目の絶縁塗料が硬化しない程度の温度で行なわれる。これにより、第２層目の絶縁塗料中の溶剤が気化して第２層目の絶縁塗料が乾燥する。
【００４０】
上記の塗布、乾燥が所定回数（ｎ回：たとえば１０回）繰り返されて、導体１１の外周面にｎ層の絶縁塗料が積層して形成される。
【００４１】
この後、導体１１が硬化用加熱装置４により加熱される。この加熱は、第１層目から第ｎ層目までの絶縁塗料が硬化する温度以上の温度で行なわれる。これにより、第１層目から第ｎ層目の絶縁塗料が導体１１上にて硬化する。この後、冷却、ボビンへの巻きつけなどを経て、本実施の形態の絶縁電線が製造される。
【００４２】
なお図２に示すように乾燥用加熱部３ａ、３ｂ、・・・、３ｎのそれぞれが、加熱部１ａ、１ｂ、・・・、１ｎと、保温部２ａ、２ｂ、・・・、２ｎとに分かれている場合には、図３に示すように加熱部１ａ、１ｂ、・・・、１ｎにおける昇温速度は、保温部２ａ、２ｂ、・・・、２ｎにおける昇温速度よりも大きいことが好ましい。また加熱部１ａ、１ｂ、・・・、１ｎにより絶縁塗料に含まれる溶剤の沸点より少し低い温度まで加熱し、保温部２ａ、２ｂ、・・・、２ｎによりその沸点を少し超える温度まで加熱することが好ましい。また硬化用加熱装置４における加熱温度は、乾燥用加熱部３ａ、３ｂ、・・・、３ｎのそれぞれの加熱温度（たとえば到達温度が２３０℃）よりも高い温度（たとえば到達温度が２７０℃）となるように制御される。
【００４３】
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態によれば、導体１１の移動経路に沿って複数の塗布槽６の各々と複数の乾燥用加熱部３ａ、３ｂ、・・・、３ｎの各々とが交互に配置され、かつ硬化用加熱装置４は最下流に配置された乾燥用加熱部３ｎの下流側にのみ配置されている。このため、絶縁塗料の塗布と乾燥とが繰り返された後に、絶縁塗料の硬化が行なわれる。よって、１回の塗布および乾燥ごとに硬化が行われる場合に比較して、硬化の回数を減らすことができ、硬化のための熱処理を省略することができる。したがって、焼付けのための熱処理のエネルギーを省略することができる。
【００４４】
また導体１１上に多層に形成された絶縁塗料の各々に同じ回数（たとえば１回）の硬化が行なわれることになる。このため、内周側と外周側の絶縁塗料に異なる回数の硬化のための熱処理が行われる場合に比較して、内周側と外周側とで絶縁塗料を均一にすることが容易となり、絶縁塗料による絶縁特性を良好にすることができる。さらに絶縁塗料同士の層間の密着性も良好にすることができる。
【００４５】
また乾燥用加熱装置３ａ、３ｂ、・・・、３ｎと硬化用加熱装置４との各々が、誘導加熱コイルであるため、電磁誘導の原理を利用して導体を加熱することができる。このため、熱風を利用した外部からの接触熱伝達による熱風循環式の焼付装置を用いる場合と比較して、昇温時間を短くできるため炉の長さを短くできる。また炉の保温が不要であるため、炉の断面積も小さくできる。このように炉の長さを小さくできるとともに炉の断面積も小さくできるため、設備も小さくでき、構造も簡易にできる。また設備が小さくでき、かつ構造も簡易にできるため、異物のケアも容易となる。
【００４６】
次に、本実施の形態の絶縁電線の製造装置の変形例について図５および図６を用いて説明する。
【００４７】
図１においては乾燥用加熱装置がたとえば複数の誘導加熱コイル３ａ、３ｂ、・・・、３ｎから構成された場合について説明したが、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すようにたとえば１つの誘導加熱コイル３から構成されていてもよい。この場合、１つの誘導加熱コイル３は、その内部において複数本の導体１１を同時に配置可能に構成されている必要がある。この誘導加熱コイル３は、各導体１１を加熱する部分に対応する複数の乾燥用加熱部３ａ、３ｂ、・・・、３ｎを有している。
【００４８】
この誘導加熱コイル３は、図５（Ｂ）に示すように導体１１の走行方向に沿う方向（図５（Ａ）の矢印ＶＢ方向）から見て、長方形の外形を有していることが好ましい。つまり複数の導体１１が並ぶ方向の寸法Ｌが大きく、その方向に直交する方向の寸法Ｗが小さくなるような長方形の外形であることが好ましい。また複数の導体１１を同時に配置可能であれば、誘導加熱コイル３の導体１１の走行方向から見た外形は、長方形に限られず、台形、平行四辺形、菱形、多角形、真円、楕円、トラック形状などの如何なる形状であってもよい。
【００４９】
図５（Ａ）、（Ｂ）に示す絶縁電線の製造装置１０Ｂにおいては、乾燥用加熱装置は、複数の乾燥用加熱部を有する１つの誘導加熱コイルからなっているため、製造装置の部品点数を減らすことができ、構成をより簡易にすることができる。
【００５０】
また図６を参照して、図５に示した誘導加熱コイル３が加熱用の誘導加熱コイル１と保温用の誘導加熱コイル２とに分かれていてもよい。
【００５１】
なお図５（Ａ）、（Ｂ）および図６（Ａ）、（Ｂ）においては、説明の便宜上、硬化用加熱装置の図示が省略されているが、これらの装置１０Ｂも図１に示した装置と同様、複数の乾燥用加熱部３ａ、３ｂ、・・・、３ｎのうちの最下流に配置された乾燥用加熱部３ｎの下流側にのみ配置された硬化用加熱装置４を有している。
【００５２】
また図５（Ａ）、（Ｂ）に示された誘導加熱コイル３、および図６（Ａ）、（Ｂ）に示された誘導加熱コイル１、２は、誘導加熱コイル以外に、熱風、赤外線、電熱などの熱源により加熱するものであってもよい。
【００５３】
また図１、図２、図５（Ａ）、（Ｂ）および図６（Ａ）、（Ｂ）において誘導加熱コイル１、２、３、１ａ、１ｂ、・・・、１ｎ、２ａ、２ｂ、・・・、２ｎ、３ａ、３ｂ、・・・、３ｎとしてヘリカル型のコイルについて説明したが、いわゆる竪沿型のコイルであってもよい。竪沿型のコイルとは、図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、導体１１を挟み込みながら導体１１に沿って直線状に延びる２つの延在部２０ａと、その２つの延在部２０ａの各端部に接続された折り曲げ部２０ｂとを有する１本の導線２０からなっている。この折り曲げ部２０ｂは導体１１に干渉しないように導体１１の周囲を回り込むように折り曲げられている。
【００５４】
また図１、図２、図５（Ａ）、（Ｂ）および図６（Ａ）、（Ｂ）の誘導加熱コイル１、２、３、１ａ、１ｂ、・・・、１ｎ、２ａ、２ｂ、・・・、２ｎ、３ａ、３ｂ、・・・、３ｎは、ヘリカル型、竪沿型以外の他のタイプのコイルであってもよい。
【００５５】
また図１および図２の構成においてはガラス管５を用いた構成について説明したが、ガラス管５がない構成であって絶縁電線の製造装置１０Ａ全体を取り囲むように囲いをつくり、その囲いの内部から溶剤蒸気を吸引して外部で結露させる構成が採用されてもよい。
【実施例】
【００５６】
次に本発明者が行なった検討について説明する。
線径φ０．９ｍｍの銅よりなる導体にポリアミドイミド樹脂よりなる絶縁エナメルワニスを塗布した後、図７のＰ１に示す熱履歴の加熱を施した。この加熱（Ｐ１）は、絶縁エナメルワニスに含まれる溶剤の沸点を超えて絶縁エナメルワニスを硬化させる温度にまで加熱することにより行われる。これにより絶縁エナメルワニスは乾燥するとともに硬化する。この絶縁エナメルワニスの塗布と加熱（乾燥と硬化）とを６回繰り返した。これにより得られた絶縁電線を試料（１）として以下の表１に示す。
【００５７】
また線径φ０．９ｍｍの銅よりなる導体にポリアミドイミド樹脂よりなる絶縁エナメルワニスを塗布した後、図７のＰ２に示す熱履歴の加熱を施した。この加熱（Ｐ２）は、絶縁エナメルワニスに含まれる溶剤の沸点付近にまで加熱することにより行われる。これにより絶縁エナメルワニスは乾燥する。この絶縁エナメルワニスの塗布と加熱（乾燥）とを６回繰り返した。この後、図７のＰ３に示す熱履歴の加熱を施した。この加熱（Ｐ３）は、絶縁エナメルワニスを硬化させる温度にまで加熱することにより行われる。これにより６層の絶縁エナメルワニスは硬化する。これにより得られた絶縁電線を試料（２）として以下の表１に示す。
【００５８】
上記で得られた試料（１）および（２）の各々の絶縁電線について、外観、皮膜厚さ、ガラス転移温度Ｔｇ、ピンホール、可とう性、密着性、耐熱衝撃性、加熱に必要なエネルギー、および絶縁電線の製造までの最大時間とを調べた。その結果を、以下の表１に併せて示す。
【００５９】
なおピンホールについては、旧ＪＩＳ規格リストにおけるＪＩＳ Ｃ ３００３の「エナメル線試験方法」の項目６．均一性、ｃ）ピンホール法に記載の方法により評価した。具体的には、試験片の長さを６ｍとし、５ｍ以上の長さを液に浸漬して電圧を加え、発生するピンホール数を調べた。
【００６０】
また可とう性については、旧ＪＩＳ規格リストにおけるＪＩＳ Ｃ ３００３の「エナメル線試験方法」の項目７．可とう性、７．１Ａ法に記載の方法により評価した。具体的には、自己径（評価する電線と同じ径：１ｄ）の丸棒に試験片（電線）を１０回巻き付けて絶縁皮膜の亀裂の有無を評価した。
【００６１】
また密着性については、旧ＪＩＳ規格リストにおけるＪＩＳ Ｃ ３００３の「エナメル線試験方法」の項目８．密着性に記載の方法により評価した。
【００６２】
さらに耐熱衝撃性については、電線を２０％伸張した後（元の長さの１２０％にまで引き延ばした後）、自己径の２倍長さの直径の丸棒に電線を巻き付け、２４０℃の温度で１時間放置した後、亀裂の有無を評価した。
【００６３】
【表１】
【００６４】
表１の結果から、試料（２）では、試料（１）よりも少ないエネルギーで、外観、皮膜厚さ、ガラス転移温度Ｔｇ、ピンホール、可とう性、密着性、耐熱衝撃性において試料（１）と同等のエナメル線が得られた。また試料（２）では、試料（１）よりも各回にかかる時間の最大値（同線速での炉長を決めるもの）を小さくすることができた。なお図７のＰ１、Ｐ２では、絶縁エナメルワニスが発泡することを防ぐために沸点到達前に溶剤を充分に抜く必要があるため、これ以上の短時間化はできない。
【００６５】
以上に開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態および実施例ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正や変形を含むものと意図される。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の絶縁電線の製造装置および絶縁電線の製造方法は、モータや変圧器などの巻線や、その他の電気機器の各種配線として好適な絶縁電線の製造に利用することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１，２ 誘導加熱コイル、１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ 加熱部、２ａ，２ｂ，・・・，２ｎ 保温部、３ 乾燥用加熱装置、３ａ，３ｂ，・・・，３ｎ 乾燥用加熱部、４ 硬化用加熱装置、５ ガラス管、６ 塗布槽、７ ダイス装置、１０Ａ，１０Ｂ 絶縁電線の製造装置、１１ 導体。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁電線の製造装置および絶縁電線の製造方法に関し、特に、導体に絶縁塗料を塗布し焼付けて絶縁層を形成するための絶縁電線の製造装置および絶縁電線の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、導体上に絶縁塗料を被覆したエナメル線が知られている。エナメル線は、たとえば各種電気機器の配線、モータや変圧器などの巻線として広く利用されている。
【０００３】
一般的なエナメル線は、導体上に絶縁ワニスを塗布する工程と、絶縁ワニスを塗布された導体を焼付炉に通して絶縁ワニスを乾燥・硬化させて焼付ける工程とを、絶縁層（絶縁皮膜）が所定の厚さに達するまで複数回繰り返すことで製造されている。
【０００４】
エナメル線の焼付炉に関する技術として、熱風循環式の焼付装置がたとえば特開平９−３５５５６号公報（特許文献１）、特開２００３−１８７６５８号公報（特許文献２）に記載されている。熱風循環式の焼付装置は、主に対流熱による伝熱でエナメル線の焼付を行なうものである。この熱風循環式の焼付装置は、熱風を循環させるための循環チャンバーと焼付チャンバーとを有している。この循環チャンバーには、空気加熱用のヒータ、蒸発溶剤を燃焼させるための触媒、熱風を循環させるためのファンなどが配置されている。ヒータで加熱された空気がファンにより循環チャンバーと焼付チャンバーとに循環される。これにより、焼付チャンバーにて、導体に塗布された絶縁ワニスが乾燥・硬化される。
【０００５】
またエナメル線の製造に関する技術として、誘導加熱手段を用いてエナメルワニスを乾燥させる技術がたとえば特開昭６０−１３６１１１号公報（特許文献３）に記載されている。この公報に記載のエナメル線の製造においては、導体外側にエナメルワニスが塗布された後、誘導加熱コイルで加熱することでワニス塗布層中の溶剤が蒸発されてワニス塗布層が乾燥され、その乾燥した塗布膜が加熱ヒータなどで硬化される。
【０００６】
この特開昭６０−１３６１１１号公報には、誘導加熱コイルを用いることで、ワニス塗布層を導体の内部から乾燥させることができるため、エナメルワニスを外側から加熱する熱風などの熱源に比較して、塗布膜の表面近傍に気泡や亀裂などが生じることを抑制できることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−３５５５６号公報
【特許文献２】特開２００３−１８７６５８号公報
【特許文献３】特開昭６０−１３６１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら特開昭６０−１３６１１１号公報に記載の技術では、１回のワニスの塗布ごとにワニスの乾燥と硬化が行なわれる。通常、ワニスは１本の導体の外側に多層に塗布されるため、ワニス１回の塗布ごとにワニスの乾燥と硬化が行なわれると、通常、乾燥温度よりも硬化温度の方が高いため、複数回の高温での焼付処理が必要となり、加熱エネルギーが多く必要になる。
【０００９】
また内周側の絶縁層（１回のワニス塗布、焼付けで形成される層）には外周側の絶縁層よりも多数回の焼付処理が施されることになるため、内周側と外周側とで絶縁層の熱履歴を均一にすることが困難となる。この内外周の不均一によって、絶縁特性が悪化する。熱硬化した絶縁層は未硬化の絶縁層に比べると溶剤耐性が高いので、さらに絶縁層の層間の密着性も悪化する。
【００１０】
本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、省エネルギーで、絶縁層の絶縁特性および層間密着性を良好にできる絶縁電線の製造装置および絶縁電線の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の絶縁電線の製造装置は、導体に絶縁塗料を塗布し焼付けて絶縁層を形成するための絶縁電線の製造装置であって、複数の塗布部と、乾燥用加熱装置と、硬化用加熱装置とを備えている。複数の塗布部は、導体上に絶縁塗料を塗布するためのものである。乾燥用加熱装置は、塗布された絶縁塗料中の溶剤を主に乾燥させるためのものである。硬化用加熱装置は、導体上で絶縁塗料を主に硬化させるためのものである。乾燥用加熱装置は複数の乾燥用加熱部を有している。導体の移動経路に沿って複数の塗布部の各々と複数の乾燥用加熱部の各々とが交互に配置され、かつ硬化用加熱装置は複数の乾燥用加熱部のうちの最下流に配置された乾燥用加熱部の下流側にのみ配置されている。
【００１２】
本発明の絶縁電線の製造装置によれば、導体の移動経路に沿って複数の塗布部の各々と複数の乾燥用加熱部の各々とが交互に配置され、かつ硬化用加熱装置は複数の乾燥用加熱部のうちの最下流に配置された乾燥用加熱部の下流側にのみ配置されている。このため、絶縁塗料の塗布と乾燥とが繰り返された後に、絶縁塗料の硬化が行なわれる。よって、１回の塗布および乾燥ごとに硬化が行われる場合に比較して、硬化の回数を減らすことができ、硬化のための熱処理を省略することができる。したがって、焼付けのための熱処理のエネルギーを省略することができる。
【００１３】
また導体上に多層に形成された絶縁層の各々に同じ回数の硬化が行なわれることになる。このため、内周側と外周側の絶縁塗料に異なる回数の硬化のための熱処理が行われる場合に比較して、内周側と外周側とで絶縁層を均一にすることが容易となり、絶縁特性を良好にすることができる。さらに１回の塗布、焼付工程で形成される絶縁層同士の層間の密着性も良好にすることができる。
【００１４】
上記の絶縁電線の製造装置においては、乾燥用加熱装置と硬化用加熱装置との各々が、誘導加熱コイルである。
【００１５】
この誘導加熱コイルにより電磁誘導の原理を利用して導体が加熱される。このため、熱風を利用した外部からの接触熱伝達による熱風循環式の焼付装置を用いる場合と比較して、昇温時間を短くできるため炉の長さを短くできる。また炉の保温が不要であるため、炉の断面積も小さくできる。このように炉の長さを小さくできるとともに炉の断面積も小さくできるため、設備も小さくでき、構造も簡易にできる。また設備が小さくでき、かつ構造も簡易にできるため、異物のケアも容易となる。
【００１６】
上記の絶縁電線の製造装置においては、乾燥用加熱装置は、複数の誘導加熱コイルからなっていてもよく、また複数の乾燥用加熱部を有する１つの誘導加熱コイルからなっていてもよい。乾燥用加熱装置を１つの誘導加熱コイルから構成した場合には、製造装置の部品点数を減らすことができる。
【００１７】
本発明の絶縁電線の製造方法は、導体に絶縁塗料を塗布し焼付けて絶縁層を形成するための絶縁電線の製造方法であって、以下の工程を備えている。
【００１８】
導体上に絶縁塗料が塗布される。導体上に塗布された絶縁塗料が乾燥されて第１の絶縁層が形成される。この第１の絶縁層上にさらに絶縁塗料が塗布され、乾燥されて第２の絶縁層が形成される。この絶縁塗料を塗布し、乾燥させて第２の絶縁層を形成する工程が１回以上繰り返された後、第１および第２の絶縁層のすべてが硬化される。
【００１９】
なお第２の絶縁層を形成する工程が１回以上繰り返されるとは、第１の絶縁層上に第２の絶縁層が１層のみ形成される場合を含んでおり、かつ第１の絶縁層上に２層以上の第２の絶縁層が形成される場合も含んでいる。
【００２０】
本発明の絶縁電線の製造方法によれば、絶縁塗料を塗布し、乾燥させて第２の絶縁層を形成する工程が１回以上繰り返された後に、第１および第２の絶縁層のすべての硬化が行なわれる。よって、１回の塗布および乾燥ごとに硬化が行われる場合に比較して、硬化の回数を減らすことができ、硬化のための熱処理を省略することができる。したがって、焼付けのための熱処理のエネルギーを省略することができる。
【００２１】
上記の絶縁電線の製造方法においては、第１の絶縁層を形成するための絶縁塗料の乾燥と、第２の絶縁層を形成するための絶縁塗料の乾燥と、第１および第２の絶縁層のすべての硬化との各々は誘導加熱コイルを用いて行なわれる。
【００２２】
これにより、上記と同様、熱風循環式の焼付装置を用いる場合と比較して、昇温時間を短くできるため炉の長さを短くできる。また炉の保温が不要であるため、炉の断面積も小さくできる。このように炉の長さを小さくできるとともに炉の断面積も小さくできるため、設備も小さくでき、構造も簡易にできる。また異物のケアも容易となる。
【００２３】
上記の絶縁電線の製造方法においては、第１の絶縁層を形成するための絶縁塗料の乾燥と、第２の絶縁層を形成するための絶縁塗料の乾燥とは１つの誘導加熱コイル内で行なわれる。これにより製造装置の部品点数を減らすことができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように本発明によれば、省エネルギーで、絶縁層の絶縁特性および層間密着性を良好にできる絶縁電線の製造装置および絶縁電線の製造方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施の形態における絶縁電線の製造装置の構成を概略的に示す模式図である。
【図２】図１に示す絶縁電線の製造装置の乾燥用加熱装置を加熱用と保温用とに分けた構成を概略的に示す模式図である。
【図３】図２の絶縁電線の製造装置における乾燥時の温度制御を示す図である。
【図４】図２の絶縁電線の製造装置における硬化時の温度制御を示す図である。
【図５】本発明の第１の変形例における絶縁電線の製造装置の構成を概略的に示す模式図（Ａ）と、その模式図（Ａ）の矢印ＶＢ方向から見た乾燥用加熱装置の構成を示す図（Ｂ）である。
【図６】本発明の第２の変形例における絶縁電線の製造装置の構成を概略的に示す模式図（Ａ）と、その模式図（Ａ）の矢印ＶＩＢ方向から見た乾燥用加熱装置の構成を示す図（Ｂ）である。
【図７】時間と導体の温度との関係を示す図である。
【図８】竪沿型コイルの構成を説明するための側面図（Ａ）、正面図（Ｂ）、および正面図（Ｂ）のＸＩＩＩｃ−ＸＩＩＩｃ線に沿う概略断面図（Ｃ）である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
図１を参照して、本実施の形態の絶縁電線の製造装置１０Ａは、導線（導体）１１に絶縁塗料を塗布し焼付けて絶縁層を形成するためのものであって、複数の塗布槽（塗布部）６と、複数のダイス装置７と、乾燥用加熱装置３ａ、３ｂ、・・・、３ｎと、硬化用加熱装置４と、複数のガラス管５とを有している。
【００２７】
複数の塗布槽６の各々は、たとえばポリアミドイミド樹脂ワニス、ポリイミド樹脂ワニスなどの絶縁塗料が充填されるものであり、導体１１が塗布槽６内を通過することで導体１１の外周面に絶縁塗料を塗布できるように構成されている。複数のダイス装置７の各々は、導体１１がダイス装置７内を通過することで導体１１の外周面に塗布される絶縁塗料の厚みを一定厚みに制御できるように構成されている。
【００２８】
乾燥用加熱装置３ａ、３ｂ、・・・、３ｎは、導体１１上に塗布された絶縁塗料を主に乾燥させるために導体１１および絶縁塗料を加熱するためのものである。ここで絶縁塗料の乾燥とは、絶縁塗料に含まれる溶剤を気化させる温度であって、絶縁塗料が硬化しない温度に加熱することを意味する。この乾燥用加熱装置３ａ、３ｂ、・・・、３ｎは、導体１１の移動経路（図１中の導体１１および１点鎖線で示す走行経路）に沿って順に配置された、第１の乾燥用加熱部３ａ、第２の乾燥用加熱部３ｂ、・・・、第ｎの乾燥用加熱部３ｎのように複数の乾燥用加熱部を有している。乾燥用加熱部の個数に特に制限はないが、好ましくは１０個程度である。複数の乾燥用加熱部３ａ、３ｂ、・・・、３ｎの各々は、誘導加熱コイルであることが好ましい。
【００２９】
硬化用加熱装置４は、導体１１上にて絶縁塗料を主に硬化させるために導体１１および絶縁塗料を加熱するためのものである。ここで絶縁塗料を硬化させるとは、絶縁塗料を硬化させる温度以上に加熱することを意味する。この硬化用加熱装置４は、誘導加熱コイルであることが好ましい。
【００３０】
複数のガラス管５の各々は、複数の乾燥用加熱部３ａ、３ｂ、・・・、３ｎの各々の内部において導体１１の外周を取り囲むように配置されている。このガラス管５は、導体１１上に塗布された絶縁塗料を乾燥させるときに気化する溶剤を凝縮により液化して回収するために設けられている。つまり絶縁塗料の乾燥時に気化した溶剤をガラス管５の表面にて凝縮させて液滴として付着させ、別途に設けられた回収容器中に滴下させることで溶剤が回収されるようガラス管５は構成されている。
【００３１】
本実施の形態の絶縁電線の製造装置１０Ａにおいては、導体１１の移動経路に沿って複数の塗布槽６の各々と複数の乾燥用加熱部３ａ、３ｂ、・・・、３ｎの各々とが交互に配置されている。ここで、対となる塗布槽６と乾燥用加熱部とは、導体１１の移動経路において塗布槽６が上流側に位置し、乾燥用加熱部が下流側に位置している。また対となる塗布槽６と乾燥用加熱部との間に、ダイス装置７が配置されている。そして硬化用加熱装置４は、複数の乾燥用加熱部３ａ、３ｂ、・・・、３ｎのうちの最下流に配置された乾燥用加熱部３ｎの下流側にのみ配置されている。つまり硬化用加熱装置４は、塗布槽６と乾燥用加熱部との間には配置されておらず、かつ導体１１の移動経路において最上流に配置された塗布槽６の上流側にも位置していない。
【００３２】
なお上記においては複数の乾燥用加熱部３ａ、３ｂ、・・・、３ｎおよび硬化用加熱装置４が誘導加熱コイルの場合について説明したが、これらは熱風、赤外線、電熱などの熱源により加熱するものであってもよい。
【００３３】
また上記においては複数の塗布槽６がある場合について説明したが、１つの塗布槽６を複数の導体が通る構成であってもよい。この場合、１つの塗布槽６が複数の塗布部を有することになり、１つの塗布部は１本の導体の通過部に対応する。
【００３４】
また絶縁塗料としては、たとえばエナメル被覆の構成樹脂を溶剤で溶解したものが用いられる。この構成樹脂は、絶縁性が高く、耐熱性が高い樹脂であれば特に限定されない。具体的には、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂などが好適に使用され得る。また溶剤としてはＮ−メチル−２−ピロリドンやクレゾールを利用することができる。
【００３５】
また導体１１の具体例としては、たとえば銅線、銅合金線、錫めっき銅線、アルミニウム線、アルミニウム合金線、鋼心アルミニウム線、カッパーフライ線、ニッケルめっき銅線、銀めっき銅線、銅覆アルミニウム線などが挙げられる。また導体１１は、丸線であってもよく、平角線であってもよい。
【００３６】
なお図１に示す複数の乾燥用加熱部３ａ、３ｂ、・・・、３ｎのそれぞれは、図２に示すように、加熱部１ａ、１ｂ、・・・、１ｎと、保温部２ａ、２ｂ、・・・、２ｎとに分かれていることが好ましい。この加熱部１ａ、１ｂ、・・・、１ｎと保温部２ａ、２ｂ、・・・、２ｎとは別個に制御されることが好ましく、この加熱部１ａ、１ｂ、・・・、１ｎにおける昇温速度は保温部２ａ、２ｂ、・・・、２ｎにおける昇温速度よりも大きくなるように制御されることが好ましい。
【００３７】
加熱部１ａ、１ｂ、・・・、１ｎと、保温部２ａ、２ｂ、・・・、２ｎとは誘導加熱コイルであってもよく、また熱風、赤外線、電熱などの熱源により加熱するものであってもよい。
【００３８】
次に、本実施の形態の絶縁電線の製造方法について説明する。
図１を参照して、まず導体１１は、導体１１の移動経路の最上流に位置する塗布槽６内を通過することにより、その外周面に第１層目の絶縁塗料を塗布される。この後、第１層目の絶縁塗料を塗布された導体１１がダイス装置７内を通過することにより、第１層目の絶縁塗料の厚みが一定に制御される。この後、導体１１および絶縁塗料は乾燥用加熱部３ａにより加熱される。この加熱は、第１層目の絶縁塗料中の溶剤が気化し、かつ第１層目の絶縁塗料が硬化しない程度の温度で行なわれる。これにより、第１層目の絶縁塗料中の溶剤が気化して第１層目の絶縁塗料が乾燥する。
【００３９】
この後、第１層目の絶縁塗料を塗布された導体１１は、２つ目の塗布槽６内を通過することにより、第１層目の絶縁塗料上に第２層目の絶縁塗料を塗布される。この後、第２層目の絶縁塗料を塗布された導体１１がダイス装置７内を通過することにより、第２層目の絶縁塗料の厚みが一定に制御される。この後、導体１１および絶縁塗料は乾燥用加熱部３ｂにより加熱される。この加熱は、第２層目の絶縁塗料中の溶剤が気化し、かつ第２層目の絶縁塗料が硬化しない程度の温度で行なわれる。これにより、第２層目の絶縁塗料中の溶剤が気化して第２層目の絶縁塗料が乾燥する。
【００４０】
上記の塗布、乾燥が所定回数（ｎ回：たとえば１０回）繰り返されて、導体１１の外周面にｎ層の絶縁塗料が積層して形成される。
【００４１】
この後、導体１１が硬化用加熱装置４により加熱される。この加熱は、第１層目から第ｎ層目までの絶縁塗料が硬化する温度以上の温度で行なわれる。これにより、第１層目から第ｎ層目の絶縁塗料が導体１１上にて硬化する。この後、冷却、ボビンへの巻きつけなどを経て、本実施の形態の絶縁電線が製造される。
【００４２】
なお図２に示すように乾燥用加熱部３ａ、３ｂ、・・・、３ｎのそれぞれが、加熱部１ａ、１ｂ、・・・、１ｎと、保温部２ａ、２ｂ、・・・、２ｎとに分かれている場合には、図３に示すように加熱部１ａ、１ｂ、・・・、１ｎにおける昇温速度は、保温部２ａ、２ｂ、・・・、２ｎにおける昇温速度よりも大きいことが好ましい。また加熱部１ａ、１ｂ、・・・、１ｎにより絶縁塗料に含まれる溶剤の沸点より少し低い温度まで加熱し、保温部２ａ、２ｂ、・・・、２ｎによりその沸点を少し超える温度まで加熱することが好ましい。また硬化用加熱装置４における加熱温度は、乾燥用加熱部３ａ、３ｂ、・・・、３ｎのそれぞれの加熱温度（たとえば到達温度が２３０℃）よりも高い温度（たとえば到達温度が２７０℃）となるように制御される。
【００４３】
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態によれば、導体１１の移動経路に沿って複数の塗布槽６の各々と複数の乾燥用加熱部３ａ、３ｂ、・・・、３ｎの各々とが交互に配置され、かつ硬化用加熱装置４は最下流に配置された乾燥用加熱部３ｎの下流側にのみ配置されている。このため、絶縁塗料の塗布と乾燥とが繰り返された後に、絶縁塗料の硬化が行なわれる。よって、１回の塗布および乾燥ごとに硬化が行われる場合に比較して、硬化の回数を減らすことができ、硬化のための熱処理を省略することができる。したがって、焼付けのための熱処理のエネルギーを省略することができる。
【００４４】
また導体１１上に多層に形成された絶縁塗料の各々に同じ回数（たとえば１回）の硬化が行なわれることになる。このため、内周側と外周側の絶縁塗料に異なる回数の硬化のための熱処理が行われる場合に比較して、内周側と外周側とで絶縁塗料を均一にすることが容易となり、絶縁塗料による絶縁特性を良好にすることができる。さらに絶縁塗料同士の層間の密着性も良好にすることができる。
【００４５】
また乾燥用加熱装置３ａ、３ｂ、・・・、３ｎと硬化用加熱装置４との各々が、誘導加熱コイルであるため、電磁誘導の原理を利用して導体を加熱することができる。このため、熱風を利用した外部からの接触熱伝達による熱風循環式の焼付装置を用いる場合と比較して、昇温時間を短くできるため炉の長さを短くできる。また炉の保温が不要であるため、炉の断面積も小さくできる。このように炉の長さを小さくできるとともに炉の断面積も小さくできるため、設備も小さくでき、構造も簡易にできる。また設備が小さくでき、かつ構造も簡易にできるため、異物のケアも容易となる。
【００４６】
次に、本実施の形態の絶縁電線の製造装置の変形例について図５および図６を用いて説明する。
【００４７】
図１においては乾燥用加熱装置がたとえば複数の誘導加熱コイル３ａ、３ｂ、・・・、３ｎから構成された場合について説明したが、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すようにたとえば１つの誘導加熱コイル３から構成されていてもよい。この場合、１つの誘導加熱コイル３は、その内部において複数本の導体１１を同時に配置可能に構成されている必要がある。この誘導加熱コイル３は、各導体１１を加熱する部分に対応する複数の乾燥用加熱部３ａ、３ｂ、・・・、３ｎを有している。
【００４８】
この誘導加熱コイル３は、図５（Ｂ）に示すように導体１１の走行方向に沿う方向（図５（Ａ）の矢印ＶＢ方向）から見て、長方形の外形を有していることが好ましい。つまり複数の導体１１が並ぶ方向の寸法Ｌが大きく、その方向に直交する方向の寸法Ｗが小さくなるような長方形の外形であることが好ましい。また複数の導体１１を同時に配置可能であれば、誘導加熱コイル３の導体１１の走行方向から見た外形は、長方形に限られず、台形、平行四辺形、菱形、多角形、真円、楕円、トラック形状などの如何なる形状であってもよい。
【００４９】
図５（Ａ）、（Ｂ）に示す絶縁電線の製造装置１０Ｂにおいては、乾燥用加熱装置は、複数の乾燥用加熱部を有する１つの誘導加熱コイルからなっているため、製造装置の部品点数を減らすことができ、構成をより簡易にすることができる。
【００５０】
また図６を参照して、図５に示した誘導加熱コイル３が加熱用の誘導加熱コイル１と保温用の誘導加熱コイル２とに分かれていてもよい。
【００５１】
なお図５（Ａ）、（Ｂ）および図６（Ａ）、（Ｂ）においては、説明の便宜上、硬化用加熱装置の図示が省略されているが、これらの装置１０Ｂも図１に示した装置と同様、複数の乾燥用加熱部３ａ、３ｂ、・・・、３ｎのうちの最下流に配置された乾燥用加熱部３ｎの下流側にのみ配置された硬化用加熱装置４を有している。
【００５２】
また図５（Ａ）、（Ｂ）に示された誘導加熱コイル３、および図６（Ａ）、（Ｂ）に示された誘導加熱コイル１、２は、誘導加熱コイル以外に、熱風、赤外線、電熱などの熱源により加熱するものであってもよい。
【００５３】
また図１、図２、図５（Ａ）、（Ｂ）および図６（Ａ）、（Ｂ）において誘導加熱コイル１、２、３、１ａ、１ｂ、・・・、１ｎ、２ａ、２ｂ、・・・、２ｎ、３ａ、３ｂ、・・・、３ｎとしてヘリカル型のコイルについて説明したが、いわゆる竪沿型のコイルであってもよい。竪沿型のコイルとは、図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、導体１１を挟み込みながら導体１１に沿って直線状に延びる２つの延在部２０ａと、その２つの延在部２０ａの各端部に接続された折り曲げ部２０ｂとを有する１本の導線２０からなっている。この折り曲げ部２０ｂは導体１１に干渉しないように導体１１の周囲を回り込むように折り曲げられている。
【００５４】
また図１、図２、図５（Ａ）、（Ｂ）および図６（Ａ）、（Ｂ）の誘導加熱コイル１、２、３、１ａ、１ｂ、・・・、１ｎ、２ａ、２ｂ、・・・、２ｎ、３ａ、３ｂ、・・・、３ｎは、ヘリカル型、竪沿型以外の他のタイプのコイルであってもよい。
【００５５】
また図１および図２の構成においてはガラス管５を用いた構成について説明したが、ガラス管５がない構成であって絶縁電線の製造装置１０Ａ全体を取り囲むように囲いをつくり、その囲いの内部から溶剤蒸気を吸引して外部で結露させる構成が採用されてもよい。
【実施例】
【００５６】
次に本発明者が行なった検討について説明する。
線径φ０．９ｍｍの銅よりなる導体にポリアミドイミド樹脂よりなる絶縁エナメルワニスを塗布した後、図７のＰ１に示す熱履歴の加熱を施した。この加熱（Ｐ１）は、絶縁エナメルワニスに含まれる溶剤の沸点を超えて絶縁エナメルワニスを硬化させる温度にまで加熱することにより行われる。これにより絶縁エナメルワニスは乾燥するとともに硬化する。この絶縁エナメルワニスの塗布と加熱（乾燥と硬化）とを６回繰り返した。これにより得られた絶縁電線を試料（１）として以下の表１に示す。
【００５７】
また線径φ０．９ｍｍの銅よりなる導体にポリアミドイミド樹脂よりなる絶縁エナメルワニスを塗布した後、図７のＰ２に示す熱履歴の加熱を施した。この加熱（Ｐ２）は、絶縁エナメルワニスに含まれる溶剤の沸点付近にまで加熱することにより行われる。これにより絶縁エナメルワニスは乾燥する。この絶縁エナメルワニスの塗布と加熱（乾燥）とを６回繰り返した。この後、図７のＰ３に示す熱履歴の加熱を施した。この加熱（Ｐ３）は、絶縁エナメルワニスを硬化させる温度にまで加熱することにより行われる。これにより６層の絶縁エナメルワニスは硬化する。これにより得られた絶縁電線を試料（２）として以下の表１に示す。
【００５８】
上記で得られた試料（１）および（２）の各々の絶縁電線について、外観、皮膜厚さ、ガラス転移温度Ｔｇ、ピンホール、可とう性、密着性、耐熱衝撃性、加熱に必要なエネルギー、および絶縁電線の製造までの最大時間とを調べた。その結果を、以下の表１に併せて示す。
【００５９】
なおピンホールについては、旧ＪＩＳ規格リストにおけるＪＩＳ Ｃ ３００３の「エナメル線試験方法」の項目６．均一性、ｃ）ピンホール法に記載の方法により評価した。具体的には、試験片の長さを６ｍとし、５ｍ以上の長さを液に浸漬して電圧を加え、発生するピンホール数を調べた。
【００６０】
また可とう性については、旧ＪＩＳ規格リストにおけるＪＩＳ Ｃ ３００３の「エナメル線試験方法」の項目７．可とう性、７．１Ａ法に記載の方法により評価した。具体的には、自己径（評価する電線と同じ径：１ｄ）の丸棒に試験片（電線）を１０回巻き付けて絶縁皮膜の亀裂の有無を評価した。
【００６１】
また密着性については、旧ＪＩＳ規格リストにおけるＪＩＳ Ｃ ３００３の「エナメル線試験方法」の項目８．密着性に記載の方法により評価した。
【００６２】
さらに耐熱衝撃性については、電線を２０％伸張した後（元の長さの１２０％にまで引き延ばした後）、自己径の２倍長さの直径の丸棒に電線を巻き付け、２４０℃の温度で１時間放置した後、亀裂の有無を評価した。
【００６３】
【表１】
【００６４】
表１の結果から、試料（２）では、試料（１）よりも少ないエネルギーで、外観、皮膜厚さ、ガラス転移温度Ｔｇ、ピンホール、可とう性、密着性、耐熱衝撃性において試料（１）と同等のエナメル線が得られた。また試料（２）では、試料（１）よりも各回にかかる時間の最大値（同線速での炉長を決めるもの）を小さくすることができた。なお図７のＰ１、Ｐ２では、絶縁エナメルワニスが発泡することを防ぐために沸点到達前に溶剤を充分に抜く必要があるため、これ以上の短時間化はできない。
【００６５】
以上に開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態および実施例ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正や変形を含むものと意図される。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の絶縁電線の製造装置および絶縁電線の製造方法は、モータや変圧器などの巻線や、その他の電気機器の各種配線として好適な絶縁電線の製造に利用することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１，２ 誘導加熱コイル、１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ 加熱部、２ａ，２ｂ，・・・，２ｎ 保温部、３ 乾燥用加熱装置、３ａ，３ｂ，・・・，３ｎ 乾燥用加熱部、４ 硬化用加熱装置、５ ガラス管、６ 塗布槽、７ ダイス装置、１０Ａ，１０Ｂ 絶縁電線の製造装置、１１ 導体。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体に絶縁塗料を塗布し焼付けて絶縁層を形成するための絶縁電線の製造装置であって、
前記導体上に前記絶縁塗料を塗布するための複数の塗布部と、
塗布された前記絶縁塗料中の溶剤を乾燥させるための乾燥用加熱装置と、
前記導体上で前記絶縁塗料を硬化させるための硬化用加熱装置とを備え、
前記乾燥用加熱装置は複数の乾燥用加熱部を有し、
前記導体の移動経路に沿って前記複数の塗布部の各々と前記複数の乾燥用加熱部の各々とが交互に配置され、かつ前記硬化用加熱装置は前記複数の乾燥用加熱部のうちの最下流に配置された前記乾燥用加熱部の下流側にのみ配置されている、絶縁電線の製造装置。
【請求項２】
前記乾燥用加熱装置と前記硬化用加熱装置との各々が、誘導加熱コイルである、請求項１に記載の絶縁電線の製造装置。
【請求項３】
前記乾燥用加熱装置は、前記複数の乾燥用加熱部を有する１つの誘導加熱コイルからなっている、請求項１または２に記載の絶縁電線の製造装置。
【請求項４】
導体に絶縁塗料を塗布し焼付けて絶縁層を形成するための絶縁電線の製造方法であって、
前記導体上に絶縁塗料を塗布する工程と、
前記導体上に塗布された前記絶縁塗料を乾燥させて第１の絶縁層を形成する工程と、
前記第１の絶縁層上にさらに絶縁塗料を塗付し、乾燥させて第２の絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁塗料を塗付し、乾燥させて前記第２の絶縁層を形成する工程が１回以上繰り返された後、前記第１および第２の絶縁層のすべてを硬化する工程とを備えた、絶縁電線の製造方法。
【請求項５】
前記第１の絶縁層を形成するための前記絶縁塗料の乾燥と、前記第２の絶縁層を形成するための前記絶縁塗料の乾燥と、前記第１および第２の絶縁層のすべての硬化との各々は誘導加熱コイルを用いて行なわれる、請求項４に記載の絶縁電線の製造方法。
【請求項６】
前記第１の絶縁層を形成するための前記絶縁塗料の乾燥と、前記第２の絶縁層を形成するための前記絶縁塗料の乾燥とは１つの誘導加熱コイル内で行なわれる、請求項４または５に記載の絶縁電線の製造方法。
【請求項１】
導体に絶縁塗料を塗布し焼付けて絶縁層を形成するための絶縁電線の製造装置であって、
前記導体上に前記絶縁塗料を塗布するための複数の塗布部と、
塗布された前記絶縁塗料中の溶剤を乾燥させるための乾燥用加熱装置と、
前記導体上で前記絶縁塗料を硬化させるための硬化用加熱装置とを備え、
前記乾燥用加熱装置は複数の乾燥用加熱部を有し、
前記導体の移動経路に沿って前記複数の塗布部の各々と前記複数の乾燥用加熱部の各々とが交互に配置され、かつ前記硬化用加熱装置は前記複数の乾燥用加熱部のうちの最下流に配置された前記乾燥用加熱部の下流側にのみ配置されている、絶縁電線の製造装置。
【請求項２】
前記乾燥用加熱装置と前記硬化用加熱装置との各々が、誘導加熱コイルである、請求項１に記載の絶縁電線の製造装置。
【請求項３】
前記乾燥用加熱装置は、前記複数の乾燥用加熱部を有する１つの誘導加熱コイルからなっている、請求項１または２に記載の絶縁電線の製造装置。
【請求項４】
導体に絶縁塗料を塗布し焼付けて絶縁層を形成するための絶縁電線の製造方法であって、
前記導体上に絶縁塗料を塗布する工程と、
前記導体上に塗布された前記絶縁塗料を乾燥させて第１の絶縁層を形成する工程と、
前記第１の絶縁層上にさらに絶縁塗料を塗付し、乾燥させて第２の絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁塗料を塗付し、乾燥させて前記第２の絶縁層を形成する工程が１回以上繰り返された後、前記第１および第２の絶縁層のすべてを硬化する工程とを備えた、絶縁電線の製造方法。
【請求項５】
前記第１の絶縁層を形成するための前記絶縁塗料の乾燥と、前記第２の絶縁層を形成するための前記絶縁塗料の乾燥と、前記第１および第２の絶縁層のすべての硬化との各々は誘導加熱コイルを用いて行なわれる、請求項４に記載の絶縁電線の製造方法。
【請求項６】
前記第１の絶縁層を形成するための前記絶縁塗料の乾燥と、前記第２の絶縁層を形成するための前記絶縁塗料の乾燥とは１つの誘導加熱コイル内で行なわれる、請求項４または５に記載の絶縁電線の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２５２８６８（Ｐ２０１２−２５２８６８Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２４３２７（Ｐ２０１１−１２４３２７）
【出願日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【出願人】（３０９０１９５３４）住友電工ウインテック株式会社 (67)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【出願人】（３０９０１９５３４）住友電工ウインテック株式会社 (67)
【Ｆターム（参考）】
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