絶縁電線及びその製造方法、並びにそれを巻回してなるコイル
【課題】幅及び厚さが長さ方向に沿って変化する部分を有する金属線を長さ方向に沿って均一な厚さの絶縁層で被覆する。
【解決手段】絶縁電線の製造方法は、幅及び厚さが長さ方向に沿って変化する部分を有する金属線を、電着液に連続して通過させて電着塗装した後、金属線に付着した電着被膜からなる絶縁層を焼き付けるものである。そして、電着塗装を定電圧法で行う。
【解決手段】絶縁電線の製造方法は、幅及び厚さが長さ方向に沿って変化する部分を有する金属線を、電着液に連続して通過させて電着塗装した後、金属線に付着した電着被膜からなる絶縁層を焼き付けるものである。そして、電着塗装を定電圧法で行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁電線及びその製造方法、並びにそれを巻回してなるコイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
モータのステータコアのスロットに巻き付けるステータコイルとして、導体線を一定厚さに圧延した金属線の表面に絶縁層を設けた平角の絶縁電線が用いられる。しかしながら、断面形状が一定の絶縁電線の場合、スロット内にデッドスペースが形成されることから、その占積率を高めるため、幅及び厚さが長さ方向に沿って変化する絶縁電線が用いられるようになった。
【０００３】
そして、かかる幅及び厚さが長さ方向に沿って変化する絶縁電線のステータコイルにおいて、長さ方向に沿って断面積を均一化する技術として、特許文献１及び２には、断面積が長さ方向に大小変化する中間線材を製造し、次に、その中間線材を圧延ロールに送り込んで、断面積の大きい部位を平角線の最終厚さ寸法の小さい部位に、また、断面積の小さい部位を平角線の最終厚さ寸法の大きい部位に、それぞれ対応するように圧延ロールを接近離間制御しつつ圧延することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４５８４９４０号公報
【特許文献２】特許第４５８４９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、圧延した金属線をステータコイルとするためには、金属線の表面を絶縁層で被覆する必要があり、かかる絶縁層を形成する絶縁材料として一般的にポリウレタン樹脂等の高分子材料が用いられ、金属線がいわゆるエナメル線に加工される。この金属線の絶縁層による被覆は、一般的には、金属線を、絶縁材料を有機溶剤等に溶かして液状にしたワニスに浸漬し、このとき、電気的作用によって金属線の表面に絶縁材料を析出させ、その後、高温で溶剤を飛散させる電着塗装により行われる。そして、このとき形成される絶縁層は、ステータコイルの耐電圧性能等の要求特性を満足するためには、厚さが一定であることが望ましい。
【０００６】
ところが、幅及び厚さが長さ方向に沿って変化する金属線に従来と同様の電着塗装を施したのでは、ワニスの付着が長さ方向に沿って不均一となり、その結果、絶縁層の厚さも不均一になるという問題がある。
【０００７】
本発明の課題は、幅及び厚さが長さ方向に沿って変化する部分を有する金属線を長さ方向に沿って均一な厚さの絶縁層で被覆することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の絶縁電線の製造方法は、幅及び厚さが長さ方向に沿って変化する部分を有する金属線を、電着液に連続して通過させて電着塗装した後、金属線に付着した電着被膜からなる絶縁層を焼き付けるものであって、上記電着塗装を定電圧法で行う。
【０００９】
本発明の絶縁電線は、本発明の絶縁電線の製造方法で製造したものである。
【００１０】
本発明のコイルは、本発明の絶縁電線を巻回してなるものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、幅及び厚さが長さ方向に沿って変化する部分を有する金属線を、電着液に連続して通過させて定電圧法により電着塗装するので、金属線を長さ方向に沿って均一な厚さの絶縁層で被覆することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】金属線の斜視図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は金属線の断面図である。
【図３】金属線の変形例の斜視図である。
【図４】金属線の製造装置の概略構成を示す図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は金属線の製造方法を示す説明図である。
【図６】電着装置の概略構成を示す図である。
【図７】１テーパー長分の絶縁電線の斜視図である。
【図８】絶縁電線の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
本実施形態に係る絶縁電線１０の製造方法では、幅及び厚さが長さ方向に沿って変化する部分を有する金属線１１を、電着液に連続して通過させて定電圧法で電着塗装した後、金属線１１に付着した電着被膜からなる絶縁層１２を焼き付けるものである。本実施形態で製造する絶縁電線１０は、例えば、モータのステータコアのスロットに巻き付けるステータコイルとして使用されるものである。
【００１５】
＜金属線＞
図１は本実施形態で用いる金属線１１を示す。
【００１６】
本実施形態で用いる金属線１１は、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等で形成されている。銅としてはタフピッチ銅が挙げられる。銅合金としては、例えば、Ｃｕ−Ｓｎ合金、Ｃｕ−Ｎｉ合金、Ｃｕ−Ａｇ合金等が挙げられる。アルミニウムとしては純アルミニウムが挙げられる。アルミニウム合金としては、例えば、Ａｌ−Ｆｅ合金、Ａｌ−Ｃｕ合金、Ａｌ−Ｍｎ合金等が挙げられる。
【００１７】
本実施形態で用いる金属線１１は、幅及び厚さが長さ方向に沿って変化している部分を有する。本実施形態で用いる金属線１１は、具体的には、例えば図１に示すように、長さ方向に沿って、最も幅広で且つ最も薄肉の部分１１ａから連続してテーパー状に幅が狭まると共に厚さが大きくなって最も幅狭で且つ最も厚肉の部分１１ｂとなり、そこから連続してテーパー状に幅が広がると共に厚さが小さくなって最も幅広で且つ最も薄肉の部分１１ａとなる形状が周期的に繰り返される平角線の形態が挙げられる。本実施形態で用いる金属線１１は、例えば、幅が１．０〜１０ｍｍであり、厚さが０．１〜１．０ｍｍである。最も幅広で且つ最も薄肉の部分１１ａから連続してテーパー状に幅が狭まると共に厚さが大きくなって最も幅狭で且つ最も厚肉の部分１１ｂまでの長さ、或いは、最も幅狭で且つ最も厚肉の部分１１ｂから連続してテーパー状に幅が広がると共に厚さが小さくなって最も幅広で且つ最も薄肉の部分１１ａまでの長さ（テーパー長）は例えば５００〜３０００ｍｍである。なお、金属線１１の形状は、特にこれに限定されるものではなく、幅及び厚さが長さ方向に沿って変化している部分を有していればよい。
【００１８】
本実施形態で用いる金属線１１の断面形状は、図２（ａ）に示すように、一対の平行な長辺とそれらの両側のそれぞれを連結する円弧状の側辺とからなる陸上競技のトラック形状であってもよく、また、図２（ｂ）に示すように、横長矩形状であってもよい。但し、エッジワイズ曲げ加工を施した際、曲げ加工部分の曲げ外周部で曲げに沿って生じる伸び歪みを均一化させる観点からは、陸上競技のトラック形状のように、側面の断面外郭形状が外向きに凸の曲線であることが好ましい。
【００１９】
本実施形態で用いる金属線１１の断面積は例えば０．２〜１０ｍｍ２である。本実施形態で用いる金属線１１の断面積は長さ方向に沿って略一定であることが好ましく、具体的には、基準断面積に対して±２．０％以内であることが好ましく、±１．０％以内であることがより好ましい。
【００２０】
本実施形態で用いる金属線１１は、図３に示すように、幅及び厚さが長さ方向に沿って変化しない定常厚部分１１ｃを有していてもよい。定常厚部分１１ｃの長さ（定常厚長）は例えば５０〜３００ｍｍである。
【００２１】
図４は本実施形態で用いる金属線１１の製造装置２０の概略構成を示す。
【００２２】
本実施形態で用いる金属線１１は、荒引線を伸線した導体線１１”を相対的に接近離間制御される第１圧延ロール２１間へ送って、幅及び厚さが長さ方向に連続的に変化する中間線材１１’を形成し、その後、その中間線材１１’を相対的に接近離間制御される第２圧延ロール２２間に、厚さに対してロールギャップが大小逆となるように相対的に接近離間制御しつつ送り込むことにより製造することができる。つまり、この金属線１１の製造方法では、導体線１１”を第１圧延ロール２１により圧延することにより、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、最終的に最も幅広で且つ最も薄肉の部分１１ａに形成する部分を最も幅狭で且つ最も厚肉の部分１１ａ’に形成し、また、最終的に最も幅狭で且つ最も厚肉の部分１１ｂに形成する部分を最も幅広で且つ最も薄肉の部分１１ｂ’に形成した中間線材１１’を作製し、その中間線材１１’を第２圧延ロール２２により圧延することにより、逆に、最も幅狭で且つ最も厚肉の部分１１ａ’を最も幅広で且つ最も薄肉の部分１１ａに形成し、また、最も幅広で且つ最も薄肉の部分１１ｂ’を最も幅狭で且つ最も厚肉の部分１１ｂに形成する。これにより、長さ方向に沿って断面積を略同一に形成することができる。なお、第１及び第２圧延ロール２１，２２のロール径は、前者よりも後者の方が大きいことが好ましい。
【００２３】
本実施形態で用いる金属線１１は、圧延前及び／又は圧延後に焼鈍処理（熱処理）が施されていてもよい。幅及び厚さが長さ方向に沿って変化する金属線１１の場合、エッジワイズ曲げ加工を施した際に、特に幅が大きい部分で後述の絶縁層１２の割れが発生し易い傾向があるが、特に圧延後に焼鈍処理を施すことにより、エッジワイズ曲げ加工を施した際の絶縁層１２の割れの発生を抑制し、コイル形成の際の巻回加工性を良好なものにすることができる。また、断面形状が一定の金属線の場合、同様の加工履歴を受けるため例えば硬さ等の特性が長さ方向に沿って均一となるが、幅及び厚さが長さ方向に沿って変化する金属線１１の場合、断面形状が一定でないため、特性も長さ方向に沿って変化する傾向があるものの、圧延後に焼鈍処理を施すことにより、特性を長さ方向に沿って均一化させることができる。
【００２４】
焼鈍処理は、バッチ式で行ってもよく、また、連続式で行ってもよい。長さ方向の特性を均一化させる観点からはバッチ式が好ましく、その場合、圧延前の導体線１１”或いは圧延後の金属線１１を巻回したボビンを熱処理炉に投入後、所定の昇温速度で炉内の温度を所定の保持温度まで高め、その保持温度で所定の保持時間を保持した後、所定の降温速度で炉内の温度を低下させる。このとき、昇温速度は２５〜１００℃／ｈとすることが好ましく、３０〜６０℃とすることがより好ましい。保持温度は２００〜６５０℃／ｈとすることが好ましく、２５０〜４００℃とすることがより好ましい。保持時間は５〜５０時間とすることが好ましく、１５〜３０時間とすることがより好ましい。降温速度は２５〜１００℃／ｈとすることが好ましく、３０〜６０℃とすることがより好ましい。炉内雰囲気は還元ガス雰囲気とすることが好ましい。
【００２５】
焼鈍処理手段としては、例えば、還元性雰囲気にした電気炉、通電焼鈍、パイプ焼鈍等が挙げられる。
【００２６】
なお、この金属線１１の製造方法については特許文献１及び２に詳細に開示されている。
【００２７】
＜電着液＞
本実施形態で用いる電着液は、アニオン型のものであってもよく、また、カチオン型のものであってもよい。電着液に含まれる樹脂成分としては、例えば、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、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、エポキシ・アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられる。但し、本実施形態で用いる電着液としては、分子骨格中にシロキサン結合を有し、分子中にアニオン性基を有するブロック共重合ポリイミドを樹脂成分とし、それに加えて塩基性化合物、水溶性極性溶媒、水及びブロック共重合ポリイミドの貧溶媒を含有するサスペンジョン型電着組成物が好ましい。
【００２８】
本実施形態で用いる電着液が上記サスペンジョン型電着組成物の場合、電着液の固形分濃度は１〜１５質量％であることが好ましく、５〜１０質量％であることがより好ましい。
【００２９】
電着液の粘度は１〜１００ｍＰａ・ｓであることが好ましく、１〜２０ｍＰａ・ｓであることがより好ましい。電着液の粘度はＢ型粘度計により測定される。
【００３０】
電着液のｐＨは７〜９であることが好ましく、７〜８であることがより好ましい。電着液のｐＨはｐＨメーターにより測定される。
【００３１】
電着液に含まれるブロック共重合ポリイミドの重量平均分子量（Ｍｗ）は、ポリスチレン換算で２００００〜１５００００であることが好ましく、４５０００〜９００００であることがより好ましい。数平均分子量（Ｍｎ）は、ポリスチレン換算で１００００〜７００００であることが好ましく、２００００〜４００００であることがより好ましい。ブロック共重合ポリイミドのポリスチレン換算の分子量はＧＰＣ法により測定される。ブロック共重合ポリイミドの粒径は０．１〜１０μｍであることが好ましく、０．５〜５μｍであることがより好ましい。ブロック共重合ポリイミドの粒径はレーザードップラー法により測定される。ブロック共重合ポリイミドの含有量は１〜１５質量％であることが好ましく、３〜７質量％であることがより好ましい。
【００３２】
電着液に含まれる塩基性化合物としては、ブロック共重合ポリイミド中のアニオン性基を中和し得るものであればよく、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエタノールなどの第１級アミン、第２級アミン、第３級アミン等の塩基性含窒素化合物；ピロールなどの含窒素五員複素環化合物、ピリジンなどの含窒素六員複素環化合物等の含窒素複素環式化合物が挙げられる。塩基性化合物の含有量はブロック共重合ポリイミド中のアニオン性基の中和に必要な理論量の３０〜２００％であることが好ましく、８０〜１２０％であることがより好ましい。
【００３３】
電着液に含まれる水溶性極性溶媒としては、例えば、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）等が挙げられる。水溶性極性溶媒の含有量は２５〜６０質量％であることが好ましく、３５〜５５質量％であることがより好ましい。
【００３４】
電着液に含まれる上記貧溶媒としては、例えば、アセトフェノン等が挙げられる。上記貧溶媒の含有量は１０〜４０質量％であることが好ましく、１０〜３０質量％であることがより好ましい。
【００３５】
電着液は、粘度や電気伝導度を調整する目的で他の水溶性極性溶媒や油溶性溶媒を含んでいてもよい。
【００３６】
なお、かかるサスペンジョン型電着組成物については再表２００８／１３９９９０号公報に詳細に開示されている。
【００３７】
＜電着塗装及び焼付処理＞
図６は本実施形態で用いる電着装置３０を示す。
【００３８】
この電着装置３０は、電着槽３１とその上方に設けられた焼付炉３２とを備えている。
【００３９】
電着槽３１は、金属線１１が下方から進入して上方に引き上げられるように走行して内部に貯留した電着液を通過するように構成されており、その電着液に浸漬されるように設けられた第１電極３１ａと走行する金属線１１に接触するように設けられた第２電極３１ｂとを有する。第１及び第２電極３１ａ，３１ｂは図示しない電源に接続されている。なお、本実施形態で用いる電着液が上記サスペンジョン型電着組成物の場合、第１電極３１ａが陰極及び第２電極３１ｂが陽極にそれぞれ接続される。
【００４０】
焼付炉３２は、電着被膜の絶縁層１２が付着した金属線１１が下方から進入して上方に引き上げられるように走行して炉内を通過するように構成されている。焼付炉３２は、独立して炉内温度の設定が可能な複数のゾーンに分かれていてもよい。
【００４１】
本実施形態では、電着槽３１で金属線１１を電着液に連続して通過させて定電圧法で電着塗装した後、焼付炉３２において金属線１１に付着した電着被膜からなる絶縁層１２を焼き付ける。
【００４２】
電着液の液温は１０〜３０℃とすることが好ましく、１５〜２５℃とすることがより好ましい。
【００４３】
電着時間、つまり、金属線１１の電着液の浸漬時間は５〜１２０秒とすることが好ましく、３０〜６０秒とすることがより好ましい。なお、電着時間は、金属線１１の走行速度の設定によって調節することができる。金属線１１の走行速度は例えば１〜２０ｍ／ｍｉｎである。
【００４４】
第１及び第２電極３１ａ，３１ｂに印加する一定電圧は４０〜１００Ｖとすることが好ましく、５０〜８０Ｖとすることがより好ましい。
【００４５】
焼付温度（炉内設定温度）は１５０〜３００℃とすることが好ましく、１８０〜２４０℃とすることがより好ましい。
【００４６】
焼付時間は３００〜１８００秒とすることが好ましく、６００〜１８００秒とすることがより好ましい。なお、焼付時間は、金属線１１の走行速度の設定によって調節することができる。
【００４７】
焼付処理は、単一の焼付温度により一段階で行ってもよく、また、相互に異なる焼付温度の多段階で行ってもよい。後者の場合、例えば、各段階での焼付時間を１００〜６００秒の一定としつつ、第１段階では焼付温度を１５０〜１８０℃とし、第２段階では第１段階よりも焼付温度を高く設定して１８０〜２１０℃とし、第３段階では第２段階よりもさらに焼付温度を高く設定して２１０〜２４０℃とし、最後に室温まで冷却する焼付処理が挙げられる。このように焼付温度を順次高く設定することにより電着被膜の発泡を抑制することができる。
【００４８】
電着被膜からなる絶縁層１２の厚さは１０〜５０μｍであることが好ましく、３０〜５０μｍであることがより好ましい。また、電着被膜からなる絶縁層１２の厚さのバラツキは±７μｍ以内であることが好ましく、±５μｍ以内であることがより好ましい。
【００４９】
焼付処理後した後の絶縁層１２で被覆された金属線１１からなる絶縁電線１０はボビンに巻き取るが、幅をセンシングしながら、幅最大の部分にマークを施すことが好ましい。製造した絶縁電線１０からはステータコイル用として図７に示すような幅狭及び厚肉の一端から幅広及び薄肉の他端に延びる１テーパー長分（例えば５００〜３０００ｍｍ）が切り出されるが、その際にそのマークを目印とすることができる。
【００５０】
ところで、幅及び厚さが長さ方向に沿って変化する金属線を定電流法で電着塗装する場合、金属線の周長が長さ方向に沿って変動するため、形成される電着被膜の厚さも長さ方向に沿って変動することとなるが、その際、最も薄く形成される部分が絶縁層の最小規定値よりも厚くなるように条件を設定する必要がある。一方、そうすると、絶縁層が過剰に厚く形成される部分が生じ、ステータコイルとして用いる場合、スロット内の占積率を高めるという効果が減殺されることとなる。しかしながら、本実施形態に係る絶縁電線１０の製造方法によれば、幅及び厚さが長さ方向に沿って変化する部分を有する金属線１１を、電着液に連続して通過させて定電圧法により電着塗装するので、金属線１１を長さ方向に沿って均一な厚さの絶縁層１２で被覆することができる。
【実施例】
【００５１】
上記実施形態と同様の方法に従い、直径２ｍｍのタフピッチ銅からなる導体線を、各々、ロール径が１０６ｍｍの第１圧延ロール間に通した後、各々、ロール径が１５０ｍｍの第２圧延ロール間に通して図３に示すような形態の金属線を作製してボビンに巻き取った。
【００５２】
このとき、第１圧延ロールのロールギャップの最大を１．７５ｍｍ及び最小を１．１０ｍｍ、第２圧延ロールのロールギャップの最大を０．５８５ｍｍ及び最小を０．１９５ｍｍ、並びに線速１０ｍ／ｍｉｎとし、そして、テーパー長１８００ｍｍ及び定常厚長２００ｍｍとなるように制御を行った。また、作製された金属線について、インラインＬＥＤセンサにより厚さ等を測定したところ、第１圧延ロール通過後の厚さの最大が１．９２ｍｍ及び最小が１．３３ｍｍ、第２圧延ロール通過後の厚さの最大が０．８５ｍｍ及び最小が０．５９ｍｍ、並びにテーパー長が１８５０ｍｍ（設定値の１０３％）及び定常厚長が２２０ｍｍ（設定値の１１０％）であった。
【００５３】
続いて、金属線を巻き取ったボビンを熱処理炉に投入して焼鈍処理を行った。
【００５４】
このとき、１００℃／ｈの昇温速度で炉内設定温度を３２０℃まで高め、その温度で２４時間保持した後、５０℃／ｈの降温速度で炉内の温度を低下させた。
【００５５】
そして、焼鈍処理した金属線に電着塗装した後、金属線に付着した電着被膜からなる絶縁層を焼き付けて絶縁電線を製造した。
【００５６】
このとき、電着液として、分子骨格中にシロキサン結合を有し、分子中にアニオン性基を有するブロック共重合ポリイミドを樹脂成分とし、それに加えて塩基性化合物、水溶性極性溶媒、水及びブロック共重合ポリイミドの貧溶媒を含有するサスペンジョン型電着組成物で固形成分（樹脂成分）が、１０質量％のものを使用した（粘度：１８ｍＰａ・ｓ、ｐＨ：７）。電着液の液温２０℃、電着時間が３０秒となるように線速は１ｍ／ｍｉｎとした。印加電圧は６０Ｖとした。
【００５７】
焼付処理は３段階で行った。具体的には、焼付炉の第１ゾーンの第１段階では焼付温度（炉内設定温度）を１００℃及び焼付時間を２分、第２ゾーンの第２段階では焼付温度（炉内設定温度）を１５０℃及び焼付時間を２分、並びに第３ゾーンの第３段階では焼付温度（炉内設定温度）を２２０℃及び焼付時間を２分とした。なお、第４ゾーンでは炉内ヒーターをオフとした（通過時間２分）。
【００５８】
製造した絶縁電線について、厚さ０．６０ｍｍ、０．６５ｍｍ、０．７０ｍｍ、０．７５ｍｍ、０．８０ｍｍ、及び０．８５ｍｍのそれぞれの部分について、全幅ＷＴ、断面積Ｓ、周長Ｌ、ビッカース硬さ、及び絶縁層の厚さδを求めた。
【００５９】
ここで、断面積Ｓ及び周長Ｌは、図８に示すように、絶縁電線の全幅ＷＴ及び平行行部分の幅ＷＣを測定し、側面断面外郭形状を半径Ｒの円弧近似を行い、下記式に基づいて算出した。
【００６０】
【数１】
【００６１】
ビッカース硬さは、ＪＩＳ Ｚ２２４４に基づいて、絶縁電線の横断面の金属線部分について測定した。また、焼鈍処理前の金属線の対応する部分の横断面についても測定した。
【００６２】
絶縁層の厚さδは、絶縁電線の横断面を倍率既知（２００倍）の顕微鏡で観察することにより測定した。
【００６３】
表１はその結果を示す。
【００６４】
【表１】
【００６５】
全幅ＷＴは、厚さ０．６０ｍｍの部分で４．７５ｍｍ、０．６５ｍｍの部分で４．４１ｍｍ、０．７０ｍｍの部分で４．０７ｍｍ、０．７５ｍｍの部分で３．８１ｍｍ、０．８０ｍｍの部分で３．５８ｍｍ、及び０．８５ｍｍの部分で３．４１ｍｍであった。
【００６６】
断面積Ｓは、厚さ０．６０ｍｍの部分で２．８２ｍｍ２（基準断面積２．８０ｍｍ２に対して１００．７％）、０．６５ｍｍの部分で２．８１ｍｍ２（基準断面積に対して１００．４％）、０．７０ｍｍの部分で２．８１ｍｍ２（基準断面積に対して１００．４％）、０．７５ｍｍの部分で２．８２ｍｍ２（基準断面積に対して１００．７％）、０．８０ｍｍの部分で２．７９ｍｍ２（基準断面積に対して９９．６％）、及び０．８５ｍｍの部分で２．８１ｍｍ２（基準断面積に対して１００．４％）であった。
【００６７】
周長Ｌは、厚さ０．６０ｍｍの部分で１０．３７ｍｍ、０．６５ｍｍの部分で９．７５ｍｍ、０．７０ｍｍの部分で９．１５ｍｍ、０．７５ｍｍの部分で８．７１ｍｍ、０．８０ｍｍの部分で８．２９ｍｍ、及び０．８５ｍｍの部分で８．０１ｍｍであった。
【００６８】
ビッカース硬さ（焼鈍処理前）は、厚さ０．６０ｍｍの部分で１２５ＨＶ、０．６５ｍｍの部分で１２６ＨＶ、０．７０ｍｍの部分で１２７ＨＶ、０．７５ｍｍの部分で１２９ＨＶ、０．８０ｍｍの部分で１２８ＨＶ、及び０．８５ｍｍの部分で１２８ＨＶであった。
【００６９】
ビッカース硬さ（焼鈍処理後）は、厚さ０．６０ｍｍの部分で５８ＨＶ、０．６５ｍｍの部分で５６ＨＶ、０．７０ｍｍの部分で５６ＨＶ、０．７５ｍｍの部分で５７ＨＶ、０．８０ｍｍの部分で５７ＨＶ、及び０．８５ｍｍの部分で５７ＨＶであった。
【００７０】
絶縁層の厚さδは、厚さ０．６０ｍｍの部分で３７μｍ、０．６５ｍｍの部分で３７μｍ、０．７０ｍｍの部分で４１μｍ、０．７５ｍｍの部分で３７μｍ、０．８０ｍｍの部分で４０μｍ、及び０．８５ｍｍの部分で３８μｍであった。
【００７１】
以上の通り、幅及び厚さが長さ方向に沿って変化する部分を有する金属線を定電圧法により電着塗装した場合、断面積Ｓの変動は基準断面積に対して差が最大１％と概ね一定であり、長さ方向で周長は変化するものの、絶縁層の厚さにその変化は見られないことが分かる。また、ビッカース硬さも焼鈍処理前には厚さが厚くなると硬くなる傾向が伺われるが、焼鈍処理後の絶縁電線では厚さに関わらずほぼ同等であることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、絶縁電線及びその製造方法、並びにそれを巻回してなるコイルについて有用である。
【符号の説明】
【００７３】
１０ 絶縁電線
１１ 金属線
１１ａ 幅広薄肉部分
１１ｂ 幅狭厚肉部分
１１ｃ 定常厚部分
１１’ 中間線材
１１” 導体線
１２ 絶縁層
２０ 金属線製造装置
２１ 第１圧延ロール
２２ 第２圧延ロール
３０ 電着装置
３１ 電着槽
３１ａ 第１電極
３１ｂ 第２電極
３２ 焼付炉
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁電線及びその製造方法、並びにそれを巻回してなるコイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
モータのステータコアのスロットに巻き付けるステータコイルとして、導体線を一定厚さに圧延した金属線の表面に絶縁層を設けた平角の絶縁電線が用いられる。しかしながら、断面形状が一定の絶縁電線の場合、スロット内にデッドスペースが形成されることから、その占積率を高めるため、幅及び厚さが長さ方向に沿って変化する絶縁電線が用いられるようになった。
【０００３】
そして、かかる幅及び厚さが長さ方向に沿って変化する絶縁電線のステータコイルにおいて、長さ方向に沿って断面積を均一化する技術として、特許文献１及び２には、断面積が長さ方向に大小変化する中間線材を製造し、次に、その中間線材を圧延ロールに送り込んで、断面積の大きい部位を平角線の最終厚さ寸法の小さい部位に、また、断面積の小さい部位を平角線の最終厚さ寸法の大きい部位に、それぞれ対応するように圧延ロールを接近離間制御しつつ圧延することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４５８４９４０号公報
【特許文献２】特許第４５８４９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、圧延した金属線をステータコイルとするためには、金属線の表面を絶縁層で被覆する必要があり、かかる絶縁層を形成する絶縁材料として一般的にポリウレタン樹脂等の高分子材料が用いられ、金属線がいわゆるエナメル線に加工される。この金属線の絶縁層による被覆は、一般的には、金属線を、絶縁材料を有機溶剤等に溶かして液状にしたワニスに浸漬し、このとき、電気的作用によって金属線の表面に絶縁材料を析出させ、その後、高温で溶剤を飛散させる電着塗装により行われる。そして、このとき形成される絶縁層は、ステータコイルの耐電圧性能等の要求特性を満足するためには、厚さが一定であることが望ましい。
【０００６】
ところが、幅及び厚さが長さ方向に沿って変化する金属線に従来と同様の電着塗装を施したのでは、ワニスの付着が長さ方向に沿って不均一となり、その結果、絶縁層の厚さも不均一になるという問題がある。
【０００７】
本発明の課題は、幅及び厚さが長さ方向に沿って変化する部分を有する金属線を長さ方向に沿って均一な厚さの絶縁層で被覆することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の絶縁電線の製造方法は、幅及び厚さが長さ方向に沿って変化する部分を有する金属線を、電着液に連続して通過させて電着塗装した後、金属線に付着した電着被膜からなる絶縁層を焼き付けるものであって、上記電着塗装を定電圧法で行う。
【０００９】
本発明の絶縁電線は、本発明の絶縁電線の製造方法で製造したものである。
【００１０】
本発明のコイルは、本発明の絶縁電線を巻回してなるものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、幅及び厚さが長さ方向に沿って変化する部分を有する金属線を、電着液に連続して通過させて定電圧法により電着塗装するので、金属線を長さ方向に沿って均一な厚さの絶縁層で被覆することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】金属線の斜視図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は金属線の断面図である。
【図３】金属線の変形例の斜視図である。
【図４】金属線の製造装置の概略構成を示す図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は金属線の製造方法を示す説明図である。
【図６】電着装置の概略構成を示す図である。
【図７】１テーパー長分の絶縁電線の斜視図である。
【図８】絶縁電線の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
本実施形態に係る絶縁電線１０の製造方法では、幅及び厚さが長さ方向に沿って変化する部分を有する金属線１１を、電着液に連続して通過させて定電圧法で電着塗装した後、金属線１１に付着した電着被膜からなる絶縁層１２を焼き付けるものである。本実施形態で製造する絶縁電線１０は、例えば、モータのステータコアのスロットに巻き付けるステータコイルとして使用されるものである。
【００１５】
＜金属線＞
図１は本実施形態で用いる金属線１１を示す。
【００１６】
本実施形態で用いる金属線１１は、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等で形成されている。銅としてはタフピッチ銅が挙げられる。銅合金としては、例えば、Ｃｕ−Ｓｎ合金、Ｃｕ−Ｎｉ合金、Ｃｕ−Ａｇ合金等が挙げられる。アルミニウムとしては純アルミニウムが挙げられる。アルミニウム合金としては、例えば、Ａｌ−Ｆｅ合金、Ａｌ−Ｃｕ合金、Ａｌ−Ｍｎ合金等が挙げられる。
【００１７】
本実施形態で用いる金属線１１は、幅及び厚さが長さ方向に沿って変化している部分を有する。本実施形態で用いる金属線１１は、具体的には、例えば図１に示すように、長さ方向に沿って、最も幅広で且つ最も薄肉の部分１１ａから連続してテーパー状に幅が狭まると共に厚さが大きくなって最も幅狭で且つ最も厚肉の部分１１ｂとなり、そこから連続してテーパー状に幅が広がると共に厚さが小さくなって最も幅広で且つ最も薄肉の部分１１ａとなる形状が周期的に繰り返される平角線の形態が挙げられる。本実施形態で用いる金属線１１は、例えば、幅が１．０〜１０ｍｍであり、厚さが０．１〜１．０ｍｍである。最も幅広で且つ最も薄肉の部分１１ａから連続してテーパー状に幅が狭まると共に厚さが大きくなって最も幅狭で且つ最も厚肉の部分１１ｂまでの長さ、或いは、最も幅狭で且つ最も厚肉の部分１１ｂから連続してテーパー状に幅が広がると共に厚さが小さくなって最も幅広で且つ最も薄肉の部分１１ａまでの長さ（テーパー長）は例えば５００〜３０００ｍｍである。なお、金属線１１の形状は、特にこれに限定されるものではなく、幅及び厚さが長さ方向に沿って変化している部分を有していればよい。
【００１８】
本実施形態で用いる金属線１１の断面形状は、図２（ａ）に示すように、一対の平行な長辺とそれらの両側のそれぞれを連結する円弧状の側辺とからなる陸上競技のトラック形状であってもよく、また、図２（ｂ）に示すように、横長矩形状であってもよい。但し、エッジワイズ曲げ加工を施した際、曲げ加工部分の曲げ外周部で曲げに沿って生じる伸び歪みを均一化させる観点からは、陸上競技のトラック形状のように、側面の断面外郭形状が外向きに凸の曲線であることが好ましい。
【００１９】
本実施形態で用いる金属線１１の断面積は例えば０．２〜１０ｍｍ２である。本実施形態で用いる金属線１１の断面積は長さ方向に沿って略一定であることが好ましく、具体的には、基準断面積に対して±２．０％以内であることが好ましく、±１．０％以内であることがより好ましい。
【００２０】
本実施形態で用いる金属線１１は、図３に示すように、幅及び厚さが長さ方向に沿って変化しない定常厚部分１１ｃを有していてもよい。定常厚部分１１ｃの長さ（定常厚長）は例えば５０〜３００ｍｍである。
【００２１】
図４は本実施形態で用いる金属線１１の製造装置２０の概略構成を示す。
【００２２】
本実施形態で用いる金属線１１は、荒引線を伸線した導体線１１”を相対的に接近離間制御される第１圧延ロール２１間へ送って、幅及び厚さが長さ方向に連続的に変化する中間線材１１’を形成し、その後、その中間線材１１’を相対的に接近離間制御される第２圧延ロール２２間に、厚さに対してロールギャップが大小逆となるように相対的に接近離間制御しつつ送り込むことにより製造することができる。つまり、この金属線１１の製造方法では、導体線１１”を第１圧延ロール２１により圧延することにより、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、最終的に最も幅広で且つ最も薄肉の部分１１ａに形成する部分を最も幅狭で且つ最も厚肉の部分１１ａ’に形成し、また、最終的に最も幅狭で且つ最も厚肉の部分１１ｂに形成する部分を最も幅広で且つ最も薄肉の部分１１ｂ’に形成した中間線材１１’を作製し、その中間線材１１’を第２圧延ロール２２により圧延することにより、逆に、最も幅狭で且つ最も厚肉の部分１１ａ’を最も幅広で且つ最も薄肉の部分１１ａに形成し、また、最も幅広で且つ最も薄肉の部分１１ｂ’を最も幅狭で且つ最も厚肉の部分１１ｂに形成する。これにより、長さ方向に沿って断面積を略同一に形成することができる。なお、第１及び第２圧延ロール２１，２２のロール径は、前者よりも後者の方が大きいことが好ましい。
【００２３】
本実施形態で用いる金属線１１は、圧延前及び／又は圧延後に焼鈍処理（熱処理）が施されていてもよい。幅及び厚さが長さ方向に沿って変化する金属線１１の場合、エッジワイズ曲げ加工を施した際に、特に幅が大きい部分で後述の絶縁層１２の割れが発生し易い傾向があるが、特に圧延後に焼鈍処理を施すことにより、エッジワイズ曲げ加工を施した際の絶縁層１２の割れの発生を抑制し、コイル形成の際の巻回加工性を良好なものにすることができる。また、断面形状が一定の金属線の場合、同様の加工履歴を受けるため例えば硬さ等の特性が長さ方向に沿って均一となるが、幅及び厚さが長さ方向に沿って変化する金属線１１の場合、断面形状が一定でないため、特性も長さ方向に沿って変化する傾向があるものの、圧延後に焼鈍処理を施すことにより、特性を長さ方向に沿って均一化させることができる。
【００２４】
焼鈍処理は、バッチ式で行ってもよく、また、連続式で行ってもよい。長さ方向の特性を均一化させる観点からはバッチ式が好ましく、その場合、圧延前の導体線１１”或いは圧延後の金属線１１を巻回したボビンを熱処理炉に投入後、所定の昇温速度で炉内の温度を所定の保持温度まで高め、その保持温度で所定の保持時間を保持した後、所定の降温速度で炉内の温度を低下させる。このとき、昇温速度は２５〜１００℃／ｈとすることが好ましく、３０〜６０℃とすることがより好ましい。保持温度は２００〜６５０℃／ｈとすることが好ましく、２５０〜４００℃とすることがより好ましい。保持時間は５〜５０時間とすることが好ましく、１５〜３０時間とすることがより好ましい。降温速度は２５〜１００℃／ｈとすることが好ましく、３０〜６０℃とすることがより好ましい。炉内雰囲気は還元ガス雰囲気とすることが好ましい。
【００２５】
焼鈍処理手段としては、例えば、還元性雰囲気にした電気炉、通電焼鈍、パイプ焼鈍等が挙げられる。
【００２６】
なお、この金属線１１の製造方法については特許文献１及び２に詳細に開示されている。
【００２７】
＜電着液＞
本実施形態で用いる電着液は、アニオン型のものであってもよく、また、カチオン型のものであってもよい。電着液に含まれる樹脂成分としては、例えば、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、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、エポキシ・アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられる。但し、本実施形態で用いる電着液としては、分子骨格中にシロキサン結合を有し、分子中にアニオン性基を有するブロック共重合ポリイミドを樹脂成分とし、それに加えて塩基性化合物、水溶性極性溶媒、水及びブロック共重合ポリイミドの貧溶媒を含有するサスペンジョン型電着組成物が好ましい。
【００２８】
本実施形態で用いる電着液が上記サスペンジョン型電着組成物の場合、電着液の固形分濃度は１〜１５質量％であることが好ましく、５〜１０質量％であることがより好ましい。
【００２９】
電着液の粘度は１〜１００ｍＰａ・ｓであることが好ましく、１〜２０ｍＰａ・ｓであることがより好ましい。電着液の粘度はＢ型粘度計により測定される。
【００３０】
電着液のｐＨは７〜９であることが好ましく、７〜８であることがより好ましい。電着液のｐＨはｐＨメーターにより測定される。
【００３１】
電着液に含まれるブロック共重合ポリイミドの重量平均分子量（Ｍｗ）は、ポリスチレン換算で２００００〜１５００００であることが好ましく、４５０００〜９００００であることがより好ましい。数平均分子量（Ｍｎ）は、ポリスチレン換算で１００００〜７００００であることが好ましく、２００００〜４００００であることがより好ましい。ブロック共重合ポリイミドのポリスチレン換算の分子量はＧＰＣ法により測定される。ブロック共重合ポリイミドの粒径は０．１〜１０μｍであることが好ましく、０．５〜５μｍであることがより好ましい。ブロック共重合ポリイミドの粒径はレーザードップラー法により測定される。ブロック共重合ポリイミドの含有量は１〜１５質量％であることが好ましく、３〜７質量％であることがより好ましい。
【００３２】
電着液に含まれる塩基性化合物としては、ブロック共重合ポリイミド中のアニオン性基を中和し得るものであればよく、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエタノールなどの第１級アミン、第２級アミン、第３級アミン等の塩基性含窒素化合物；ピロールなどの含窒素五員複素環化合物、ピリジンなどの含窒素六員複素環化合物等の含窒素複素環式化合物が挙げられる。塩基性化合物の含有量はブロック共重合ポリイミド中のアニオン性基の中和に必要な理論量の３０〜２００％であることが好ましく、８０〜１２０％であることがより好ましい。
【００３３】
電着液に含まれる水溶性極性溶媒としては、例えば、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）等が挙げられる。水溶性極性溶媒の含有量は２５〜６０質量％であることが好ましく、３５〜５５質量％であることがより好ましい。
【００３４】
電着液に含まれる上記貧溶媒としては、例えば、アセトフェノン等が挙げられる。上記貧溶媒の含有量は１０〜４０質量％であることが好ましく、１０〜３０質量％であることがより好ましい。
【００３５】
電着液は、粘度や電気伝導度を調整する目的で他の水溶性極性溶媒や油溶性溶媒を含んでいてもよい。
【００３６】
なお、かかるサスペンジョン型電着組成物については再表２００８／１３９９９０号公報に詳細に開示されている。
【００３７】
＜電着塗装及び焼付処理＞
図６は本実施形態で用いる電着装置３０を示す。
【００３８】
この電着装置３０は、電着槽３１とその上方に設けられた焼付炉３２とを備えている。
【００３９】
電着槽３１は、金属線１１が下方から進入して上方に引き上げられるように走行して内部に貯留した電着液を通過するように構成されており、その電着液に浸漬されるように設けられた第１電極３１ａと走行する金属線１１に接触するように設けられた第２電極３１ｂとを有する。第１及び第２電極３１ａ，３１ｂは図示しない電源に接続されている。なお、本実施形態で用いる電着液が上記サスペンジョン型電着組成物の場合、第１電極３１ａが陰極及び第２電極３１ｂが陽極にそれぞれ接続される。
【００４０】
焼付炉３２は、電着被膜の絶縁層１２が付着した金属線１１が下方から進入して上方に引き上げられるように走行して炉内を通過するように構成されている。焼付炉３２は、独立して炉内温度の設定が可能な複数のゾーンに分かれていてもよい。
【００４１】
本実施形態では、電着槽３１で金属線１１を電着液に連続して通過させて定電圧法で電着塗装した後、焼付炉３２において金属線１１に付着した電着被膜からなる絶縁層１２を焼き付ける。
【００４２】
電着液の液温は１０〜３０℃とすることが好ましく、１５〜２５℃とすることがより好ましい。
【００４３】
電着時間、つまり、金属線１１の電着液の浸漬時間は５〜１２０秒とすることが好ましく、３０〜６０秒とすることがより好ましい。なお、電着時間は、金属線１１の走行速度の設定によって調節することができる。金属線１１の走行速度は例えば１〜２０ｍ／ｍｉｎである。
【００４４】
第１及び第２電極３１ａ，３１ｂに印加する一定電圧は４０〜１００Ｖとすることが好ましく、５０〜８０Ｖとすることがより好ましい。
【００４５】
焼付温度（炉内設定温度）は１５０〜３００℃とすることが好ましく、１８０〜２４０℃とすることがより好ましい。
【００４６】
焼付時間は３００〜１８００秒とすることが好ましく、６００〜１８００秒とすることがより好ましい。なお、焼付時間は、金属線１１の走行速度の設定によって調節することができる。
【００４７】
焼付処理は、単一の焼付温度により一段階で行ってもよく、また、相互に異なる焼付温度の多段階で行ってもよい。後者の場合、例えば、各段階での焼付時間を１００〜６００秒の一定としつつ、第１段階では焼付温度を１５０〜１８０℃とし、第２段階では第１段階よりも焼付温度を高く設定して１８０〜２１０℃とし、第３段階では第２段階よりもさらに焼付温度を高く設定して２１０〜２４０℃とし、最後に室温まで冷却する焼付処理が挙げられる。このように焼付温度を順次高く設定することにより電着被膜の発泡を抑制することができる。
【００４８】
電着被膜からなる絶縁層１２の厚さは１０〜５０μｍであることが好ましく、３０〜５０μｍであることがより好ましい。また、電着被膜からなる絶縁層１２の厚さのバラツキは±７μｍ以内であることが好ましく、±５μｍ以内であることがより好ましい。
【００４９】
焼付処理後した後の絶縁層１２で被覆された金属線１１からなる絶縁電線１０はボビンに巻き取るが、幅をセンシングしながら、幅最大の部分にマークを施すことが好ましい。製造した絶縁電線１０からはステータコイル用として図７に示すような幅狭及び厚肉の一端から幅広及び薄肉の他端に延びる１テーパー長分（例えば５００〜３０００ｍｍ）が切り出されるが、その際にそのマークを目印とすることができる。
【００５０】
ところで、幅及び厚さが長さ方向に沿って変化する金属線を定電流法で電着塗装する場合、金属線の周長が長さ方向に沿って変動するため、形成される電着被膜の厚さも長さ方向に沿って変動することとなるが、その際、最も薄く形成される部分が絶縁層の最小規定値よりも厚くなるように条件を設定する必要がある。一方、そうすると、絶縁層が過剰に厚く形成される部分が生じ、ステータコイルとして用いる場合、スロット内の占積率を高めるという効果が減殺されることとなる。しかしながら、本実施形態に係る絶縁電線１０の製造方法によれば、幅及び厚さが長さ方向に沿って変化する部分を有する金属線１１を、電着液に連続して通過させて定電圧法により電着塗装するので、金属線１１を長さ方向に沿って均一な厚さの絶縁層１２で被覆することができる。
【実施例】
【００５１】
上記実施形態と同様の方法に従い、直径２ｍｍのタフピッチ銅からなる導体線を、各々、ロール径が１０６ｍｍの第１圧延ロール間に通した後、各々、ロール径が１５０ｍｍの第２圧延ロール間に通して図３に示すような形態の金属線を作製してボビンに巻き取った。
【００５２】
このとき、第１圧延ロールのロールギャップの最大を１．７５ｍｍ及び最小を１．１０ｍｍ、第２圧延ロールのロールギャップの最大を０．５８５ｍｍ及び最小を０．１９５ｍｍ、並びに線速１０ｍ／ｍｉｎとし、そして、テーパー長１８００ｍｍ及び定常厚長２００ｍｍとなるように制御を行った。また、作製された金属線について、インラインＬＥＤセンサにより厚さ等を測定したところ、第１圧延ロール通過後の厚さの最大が１．９２ｍｍ及び最小が１．３３ｍｍ、第２圧延ロール通過後の厚さの最大が０．８５ｍｍ及び最小が０．５９ｍｍ、並びにテーパー長が１８５０ｍｍ（設定値の１０３％）及び定常厚長が２２０ｍｍ（設定値の１１０％）であった。
【００５３】
続いて、金属線を巻き取ったボビンを熱処理炉に投入して焼鈍処理を行った。
【００５４】
このとき、１００℃／ｈの昇温速度で炉内設定温度を３２０℃まで高め、その温度で２４時間保持した後、５０℃／ｈの降温速度で炉内の温度を低下させた。
【００５５】
そして、焼鈍処理した金属線に電着塗装した後、金属線に付着した電着被膜からなる絶縁層を焼き付けて絶縁電線を製造した。
【００５６】
このとき、電着液として、分子骨格中にシロキサン結合を有し、分子中にアニオン性基を有するブロック共重合ポリイミドを樹脂成分とし、それに加えて塩基性化合物、水溶性極性溶媒、水及びブロック共重合ポリイミドの貧溶媒を含有するサスペンジョン型電着組成物で固形成分（樹脂成分）が、１０質量％のものを使用した（粘度：１８ｍＰａ・ｓ、ｐＨ：７）。電着液の液温２０℃、電着時間が３０秒となるように線速は１ｍ／ｍｉｎとした。印加電圧は６０Ｖとした。
【００５７】
焼付処理は３段階で行った。具体的には、焼付炉の第１ゾーンの第１段階では焼付温度（炉内設定温度）を１００℃及び焼付時間を２分、第２ゾーンの第２段階では焼付温度（炉内設定温度）を１５０℃及び焼付時間を２分、並びに第３ゾーンの第３段階では焼付温度（炉内設定温度）を２２０℃及び焼付時間を２分とした。なお、第４ゾーンでは炉内ヒーターをオフとした（通過時間２分）。
【００５８】
製造した絶縁電線について、厚さ０．６０ｍｍ、０．６５ｍｍ、０．７０ｍｍ、０．７５ｍｍ、０．８０ｍｍ、及び０．８５ｍｍのそれぞれの部分について、全幅ＷＴ、断面積Ｓ、周長Ｌ、ビッカース硬さ、及び絶縁層の厚さδを求めた。
【００５９】
ここで、断面積Ｓ及び周長Ｌは、図８に示すように、絶縁電線の全幅ＷＴ及び平行行部分の幅ＷＣを測定し、側面断面外郭形状を半径Ｒの円弧近似を行い、下記式に基づいて算出した。
【００６０】
【数１】
【００６１】
ビッカース硬さは、ＪＩＳ Ｚ２２４４に基づいて、絶縁電線の横断面の金属線部分について測定した。また、焼鈍処理前の金属線の対応する部分の横断面についても測定した。
【００６２】
絶縁層の厚さδは、絶縁電線の横断面を倍率既知（２００倍）の顕微鏡で観察することにより測定した。
【００６３】
表１はその結果を示す。
【００６４】
【表１】
【００６５】
全幅ＷＴは、厚さ０．６０ｍｍの部分で４．７５ｍｍ、０．６５ｍｍの部分で４．４１ｍｍ、０．７０ｍｍの部分で４．０７ｍｍ、０．７５ｍｍの部分で３．８１ｍｍ、０．８０ｍｍの部分で３．５８ｍｍ、及び０．８５ｍｍの部分で３．４１ｍｍであった。
【００６６】
断面積Ｓは、厚さ０．６０ｍｍの部分で２．８２ｍｍ２（基準断面積２．８０ｍｍ２に対して１００．７％）、０．６５ｍｍの部分で２．８１ｍｍ２（基準断面積に対して１００．４％）、０．７０ｍｍの部分で２．８１ｍｍ２（基準断面積に対して１００．４％）、０．７５ｍｍの部分で２．８２ｍｍ２（基準断面積に対して１００．７％）、０．８０ｍｍの部分で２．７９ｍｍ２（基準断面積に対して９９．６％）、及び０．８５ｍｍの部分で２．８１ｍｍ２（基準断面積に対して１００．４％）であった。
【００６７】
周長Ｌは、厚さ０．６０ｍｍの部分で１０．３７ｍｍ、０．６５ｍｍの部分で９．７５ｍｍ、０．７０ｍｍの部分で９．１５ｍｍ、０．７５ｍｍの部分で８．７１ｍｍ、０．８０ｍｍの部分で８．２９ｍｍ、及び０．８５ｍｍの部分で８．０１ｍｍであった。
【００６８】
ビッカース硬さ（焼鈍処理前）は、厚さ０．６０ｍｍの部分で１２５ＨＶ、０．６５ｍｍの部分で１２６ＨＶ、０．７０ｍｍの部分で１２７ＨＶ、０．７５ｍｍの部分で１２９ＨＶ、０．８０ｍｍの部分で１２８ＨＶ、及び０．８５ｍｍの部分で１２８ＨＶであった。
【００６９】
ビッカース硬さ（焼鈍処理後）は、厚さ０．６０ｍｍの部分で５８ＨＶ、０．６５ｍｍの部分で５６ＨＶ、０．７０ｍｍの部分で５６ＨＶ、０．７５ｍｍの部分で５７ＨＶ、０．８０ｍｍの部分で５７ＨＶ、及び０．８５ｍｍの部分で５７ＨＶであった。
【００７０】
絶縁層の厚さδは、厚さ０．６０ｍｍの部分で３７μｍ、０．６５ｍｍの部分で３７μｍ、０．７０ｍｍの部分で４１μｍ、０．７５ｍｍの部分で３７μｍ、０．８０ｍｍの部分で４０μｍ、及び０．８５ｍｍの部分で３８μｍであった。
【００７１】
以上の通り、幅及び厚さが長さ方向に沿って変化する部分を有する金属線を定電圧法により電着塗装した場合、断面積Ｓの変動は基準断面積に対して差が最大１％と概ね一定であり、長さ方向で周長は変化するものの、絶縁層の厚さにその変化は見られないことが分かる。また、ビッカース硬さも焼鈍処理前には厚さが厚くなると硬くなる傾向が伺われるが、焼鈍処理後の絶縁電線では厚さに関わらずほぼ同等であることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、絶縁電線及びその製造方法、並びにそれを巻回してなるコイルについて有用である。
【符号の説明】
【００７３】
１０ 絶縁電線
１１ 金属線
１１ａ 幅広薄肉部分
１１ｂ 幅狭厚肉部分
１１ｃ 定常厚部分
１１’ 中間線材
１１” 導体線
１２ 絶縁層
２０ 金属線製造装置
２１ 第１圧延ロール
２２ 第２圧延ロール
３０ 電着装置
３１ 電着槽
３１ａ 第１電極
３１ｂ 第２電極
３２ 焼付炉
【特許請求の範囲】
【請求項１】
幅及び厚さが長さ方向に沿って変化する部分を有する金属線を、電着液に連続して通過させて電着塗装した後、金属線に付着した電着被膜からなる絶縁層を焼き付ける絶縁電線の製造方法であって、
上記電着塗装を定電圧法で行う絶縁電線の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載された絶縁電線の製造方法において、
上記電着液に通過させる前に、金属線に熱処理を施す絶縁電線の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された絶縁電線の製造方法において、
上記焼き付けを相互に異なる焼付温度の多段階で行う絶縁電線の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載された絶縁電線の製造方法において、
上記焼付温度を順次高く設定する絶縁電線の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載された方法で製造した絶縁電線。
【請求項６】
請求項５に記載された絶縁電線を巻回してなるコイル。
【請求項１】
幅及び厚さが長さ方向に沿って変化する部分を有する金属線を、電着液に連続して通過させて電着塗装した後、金属線に付着した電着被膜からなる絶縁層を焼き付ける絶縁電線の製造方法であって、
上記電着塗装を定電圧法で行う絶縁電線の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載された絶縁電線の製造方法において、
上記電着液に通過させる前に、金属線に熱処理を施す絶縁電線の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された絶縁電線の製造方法において、
上記焼き付けを相互に異なる焼付温度の多段階で行う絶縁電線の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載された絶縁電線の製造方法において、
上記焼付温度を順次高く設定する絶縁電線の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載された方法で製造した絶縁電線。
【請求項６】
請求項５に記載された絶縁電線を巻回してなるコイル。
【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２０１３−７２０９２（Ｐ２０１３−７２０９２Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０９６９２（Ｐ２０１１−２０９６９２）
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【出願人】（０００００３２６３）三菱電線工業株式会社 (734)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【出願人】（０００００３２６３）三菱電線工業株式会社 (734)
【Ｆターム（参考）】
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