絶縁電線及びそれを用いたコイル製造方法

【課題】容易に固定化することができる絶縁電線及びそれを用いたコイル製造方法を提供する。
【解決手段】絶縁電線１は、導線２の表面に形成された絶縁体層３と、絶縁体層３の表面に形成され反応性樹脂を含む主剤８と反応して主剤８を硬化させる硬化剤層４とを備える。硬化剤層４は、絶縁体層３の表面に島状に形成されている。硬化剤層４は、表面に潤滑素材層１０を備える。コイル製造方法は、絶縁電線１を巻き回すことによりコイル７を形成し、硬化剤層４を形成する硬化剤と反応して硬化する反応性樹脂を含む主剤８をコイル７に含浸させ、主剤８と反応させ硬化させる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気絶縁された電線及びそれを用いたコイル製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動機用コイル等の巻線に用いる導線として、表面に絶縁体層を備える絶縁電線が知られている。前記絶縁電線を巻き回すことにより形成されたコイルは、例えば、電動機に使用した場合、機械的振動、電磁的振動等により該絶縁電線同士が衝突して絶縁が破壊されてしまうという問題がある。
【０００３】
前記問題を解決するために、巻き回された前記絶縁電線の間に液状樹脂（ワニス）を含浸させ、該液状樹脂を加熱、硬化させたコイルが知られている（例えば特許文献１参照）。前記コイルによれば、前記絶縁電線同士の間隙に前記液状樹脂が硬化した樹脂が充填されると共に、該硬化した樹脂により該絶縁電線同士が固定化されるので、該絶縁電線同士の衝突により絶縁が破壊されることがない。
【０００４】
前記コイルの固定化には、例えば、反応性樹脂を含む主剤と、該主剤を硬化させる硬化剤とを含む液状樹脂が用いられる。前記液状樹脂は、通常はタンク内に保管されており、必要に応じて取り出されて前記絶縁電線の間に含浸させられる。
【０００５】
しかしながら、前記液状樹脂は、前記タンク内で保管されるときと、含浸に使用されるときとの温度差により、部分的に前記主剤と前記硬化剤とが反応して粘度が上昇し、該絶縁電線の固定化に用いることが難しくなることがあるという不都合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−４８５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、容易に固定化することができる絶縁電線及びそれを用いたコイル製造方法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】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明の絶縁電線は、導線の表面に形成された絶縁体層と、該絶縁体層の表面に形成され反応性樹脂を含む主剤と反応して該主剤を硬化させる硬化剤層とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の絶縁電線は、巻き回すことによりコイルを形成することができる。前記コイルは、前記絶縁電線同士の間隙に反応性樹脂を含む主剤を含浸させて加熱すると、前記絶縁体層の表面に形成された前記硬化剤層に含まれる硬化剤が溶融し、前記主剤と反応する。この結果、前記主剤と前記硬化剤との反応により硬化した樹脂が、前記絶縁電線同士の間隙に充填されると共に、該絶縁電線同士を固定することができる。
【００１０】
本発明の絶縁電線は前記硬化剤層を備えているので、前記主剤として硬化剤を含まないものを用いることができる。従って、前記主剤がタンクに貯蔵されている間に部分的反応により粘度上昇を起こすことがなく、本発明の絶縁電線は該主剤により容易に固定化することができる。
【００１１】
本発明の絶縁電線において、前記硬化剤層は、前記絶縁体層の表面全体を被覆して設けられていてもよいが、このようにすると、該絶縁電線を巻き回してコイルを形成する際に、該硬化剤層が摩擦となって該絶縁電線同士の滑りが悪くなる傾向がある。そこで、本発明の絶縁電線において、前記硬化剤層は、前記絶縁体層の表面に島状に形成されていることが好ましい。前記硬化剤層を島状に形成することにより、本発明の絶縁電線は、該硬化剤層による摩擦を低減して、前記コイルを容易に形成することができる。
【００１２】
また、本発明の絶縁電線において、前記硬化剤層は、表面に潤滑素材層を備えることがさらに好ましい。本発明の絶縁電線は、前記潤滑素材層を備えることにより、さらに硬化剤層による摩擦を低減することができ、前記コイルをさらに容易に形成することができる。
【００１３】
本発明の絶縁電線は、該絶縁電線を巻き回すことにより該コイルを形成する工程と、前記硬化剤層を形成する硬化剤と反応して硬化する反応性樹脂を含む主剤を該コイルに含浸させ、該硬化剤層と該主剤とを反応させ硬化させる工程とからなるコイル製造方法に用いることができる。
【００１４】
本発明のコイル製造方法では、まず、本発明の絶縁電線を巻き回すことにより前記コイルを形成する。
【００１５】
次に、前記硬化剤層を形成する硬化剤と反応して硬化する反応性樹脂を含む主剤を該コイルに含浸させる。前記主剤は、反応性樹脂のみからなる液状樹脂であり硬化剤を含まないので、タンク内に貯蔵されている間に部分的反応により粘度上昇を起こすことがない。したがって、前記主剤は、前記コイルに含浸させた場合に、該絶縁電線同士の間に容易に浸透し、前記硬化剤層と反応して硬化する。この結果、硬化した樹脂によりコイルが固定される。
【００１６】
このとき、前記主剤が含浸されたコイルを加熱するようにしてもよい。このようにすると、前記硬化剤層に含まれる硬化剤と前記主剤との反応を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態の絶縁電線の構成を示す説明的断面図。
【図２】本実施形態の絶縁電線を用いたコイル製造方法の第１工程を示す工程図。
【図３】本実施形態の絶縁電線を用いたコイルの構成を示す説明的断面図。
【図４】本実施形態の絶縁電線を用いたコイル製造方法の第２工程を示す工程図。
【図５】本実施形態の絶縁電線を用いたコイル製造方法の第３工程を示す工程図。
【図６】本実施形態の絶縁電線を用いたコイル製造方法の第４工程を示す工程図。
【図７】束線の３点曲げ強度を測定する方法を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。
【００１９】
本実施形態の絶縁電線１は、図１（ａ）に示すように、導線２の表面に形成された絶縁体層３と、絶縁体層３の表面に形成された硬化剤層４とを備える。硬化剤層４は、反応性樹脂を含む主剤と反応して該主剤を硬化させる硬化剤からなる。
【００２０】
導線２としては、例えば、銅、アルミ、銀、金等からなるものを挙げることができる。
【００２１】
絶縁体層３を形成する絶縁体としては、例えば、アミドイミド等の樹脂を挙げることができる。
【００２２】
硬化剤層４を形成する硬化剤としては、例えば、脂肪族アミン、芳香族アミン、変性アミン、ポリアミド樹脂、三級及び二級アミン、イミダゾール類、液状ポリメルカブタン酸無水物、三フッ化ホウ素−アミン錯体、ジシアンジアミド、有機酸ヒドラジド、ジフェニルヨードニウムヘキサフロロホスフェート、トリフェニルスルホニウムヘキサフロロホスフェート等を挙げることができる。
【００２３】
前記硬化剤と反応する主剤に含まれる反応性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等を挙げることができる。
【００２４】
絶縁電線１は、まず、導線２の表面に前記絶縁体を塗布して絶縁体層３を形成し、さらに、絶縁体層３の表面に前記硬化剤を塗布して硬化剤層４を形成することにより得ることができる。
【００２５】
次に、図１（ａ）に示す絶縁電線１を用いるコイル製造方法を、図２乃至図６を参照して説明する。
【００２６】
まず、図２に示すように、巻枠５に対し、マグネットワイヤボビン６から供給される絶縁電線１を巻き回すことにより、コイル７を形成する。コイル７は、図３に示すように、絶縁電線１を整列させるように巻き回されている。
【００２７】
次に、図４に示すように、コイル７に主剤８を含浸させる。主剤８は、硬化剤層４を形成する硬化剤と反応して硬化する反応性樹脂を含むものであり、図示しないタンクから供給される。主剤８は、絶縁電線１が硬化剤層４を備えているので、硬化剤を含む必要がない。したがって、主剤８は、前記タンク内に貯蔵されている間に前記硬化剤との部分的反応を起こさないので粘度上昇のおそれがなく、コイル７に含浸させたときに、絶縁電線１同士の間隙に容易に浸透する。
【００２８】
次に、主剤８を含浸させたコイル７を８０〜１５０℃の範囲の温度で１０〜９０時間熱処理することにより、図５に示すように、硬化剤層４に含まれる硬化剤が主剤８と反応し、未硬化樹脂８ａを形成する。未硬化樹脂８ａは、図６に示すように、前記反応により硬化樹脂９を形成し、硬化樹脂９が、絶縁電線１同士の間隙に充填されると共に、絶縁電線１同士を固定する。
【００２９】
本実施形態の図１（ａ）に示す絶縁電線１では、硬化剤層４は絶縁体層３の表面全体を被覆して設けられているが、硬化剤層４は、図１（ｂ）に示すように、絶縁体層３の表面に島状に形成されているものであってもよい。図１（ｂ）に示す絶縁電線１は、まず、導線２の表面に前記絶縁体を塗布して絶縁体層３を形成し、さらに、絶縁体層３の表面に粒子状の硬化剤を塗布して、島状の硬化剤層４を形成することにより得ることができる。
【００３０】
かかる構成を備える絶縁電線１は、巻枠５に巻き回すときに硬化剤層４による摩擦を低減して、コイル７を容易に形成することができる。
【００３１】
また、絶縁電線１は、図１（ｃ）に示すように、硬化剤層４の表面に潤滑素材層１０を備えるものであってもよい。潤滑素材層１０を形成する潤滑素材としては、例えば、潤滑油、パラフィン類、ワックス等の潤滑成分、または、ナイロン、ポリエチレン等の樹脂を挙げることができる。図１（ｃ）に示す絶縁電線１は、図１（ａ）に示す絶縁電線１または図１（ｂ）に示す絶縁電線１の表面に、前記潤滑素材を塗布して潤滑素材層１０を形成することにより得ることができる。
【００３２】
この構成によれば、絶縁電線１は、その表面に潤滑素材層１０を備えることにより、巻枠５に巻き回すときに硬化剤層４による摩擦を低減することができ、コイル７を容易に形成することができる。
【００３３】
次に、本発明の実施例、比較例、参考例を示す。
【実施例】
【００３４】
本実施例では、銅からなる導線２の表面にアミドイミド樹脂からなる絶縁体層３を備える直径０．５ｍｍの市販の電線の表面に硬化剤層４を形成することにより、絶縁電線１を得た。硬化剤層４は、常温で固体の変性アミン系硬化剤粉末を有機溶媒と共に前記絶縁体層３上に塗布し、１μｍ以上の厚さを備えるように形成した。
【００３５】
次に、本実施例では、コイルに代えて、全長１００ｍｍの絶縁電線１を３００本まとめ両端部を仮止めすることにより、絶縁電線１の束線を作成した。次に、前記束線に、反応性樹脂として、熱硬化性樹脂である液体状のエポキシ樹脂を含む主剤８を含浸した。
【００３６】
次に、前記束線を、１５０℃の温度で１時間熱処理した。前記熱処理により、硬化剤層４から溶解した変性アミン系硬化剤が、エポキシ樹脂８と反応し、硬化したエポキシ樹脂９が、絶縁電線１同士の間隙に充填されると共に、絶縁電線１同士を固定した。この結果、全長１００ｍｍ、外径１５ｍｍの円筒状の束線が得られた。
【００３７】
次に、図７に示すように、距離ｄを存して配置された１対の支持体１１，１２上に、本実施例で得られた長さＬの束線１３を載置し、束線１３の中央に荷重Ｆを加えたときの３点曲げ荷重を測定し、該３点曲げ荷重を指標として絶縁電線固定化力を評価した。本実施例では、支持体１１，１２の距離ｄは５０ｍｍであり、束線１３の長さＬは１００ｍｍとした。この結果、本実施例で得られた束線１３の３点曲げ荷重は、１０１０Ｎであった。結果を表１に示す。
〔比較例〕
本比較例では、前記実施例で用いたものと同一の市販の電線を絶縁電線とし、全長１００ｍｍの該絶縁電線を３００本まとめ、両端部を仮止めすることにより該絶縁電線の束線を作成した。前記絶縁電線は、硬化剤層４を全く備えていない。
【００３８】
次に、本比較例では、前記束線に主剤８を全く含浸しなかった以外は、前記実施例と全く同一にして、該束線の３点曲げ荷重を測定した。この結果、本比較例で得られた束線の３点曲げ荷重は、１４７Ｎであった。結果を表１に示す。
〔参考例〕
本参考例では、前記実施例で用いたものと同一の市販の電線を絶縁電線とし、全長１００ｍｍの該絶縁電線を３００本まとめ、両端を仮止めすることにより該絶縁電線束線を作成した。前記絶縁電線は、硬化剤層４を全く備えていない。
【００３９】
次に、本参考例では、前記束線に、変性アミン系硬化剤を含む主剤８を含浸し、１５０℃の温度で１時間熱処理することにより、硬化したエポキシ樹脂９により前記絶縁電線を固定した以外は、前記実施例と全く同一にして、該束線の３点曲げ荷重を測定した。この結果、本参考例で得られた束線の３点曲げ荷重は、１０４０Ｐａであった。結果を表１に示す。
【００４０】
【表１】

表１から、前記実施例の束線１３によれば、絶縁電線が全く固定されていない前記比較例の束線に比較して、格段に優れた絶縁電線固定化力を備えていることが明らかである。
また、前記実施例の束線１３によれば、硬化剤を含む主剤８により絶縁電線が固定されている前記参考例の束線と同等の絶縁電線固定化力を備えていることが明らかである。
【符号の説明】
【００４１】
１…絶縁電線、２…導線、３…絶縁体層、４…硬化剤層、７…コイル、８…主剤、１０…潤滑素材層。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
導線の表面に形成された絶縁体層と、該絶縁体層の表面に形成され反応性樹脂を含む主剤と反応して該主剤を硬化させる硬化剤層とを備えることを特徴とする絶縁電線。
【請求項２】
前記硬化剤層は、前記絶縁体層の表面に島状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の絶縁電線。
【請求項３】
前記硬化剤層は、表面に潤滑素材層を備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載の絶縁電線。
【請求項４】
導線の表面に形成された絶縁体層と、該絶縁体層の表面に形成され反応性樹脂を含む主剤と反応して該主剤を硬化させる硬化剤層とを備える絶縁電線を巻き回すことにより該コイルを形成する工程と、
該硬化剤層を形成する硬化剤と反応して硬化する反応性樹脂を含む主剤を該コイルに含浸させ、該硬化剤層と該主剤とを反応させ硬化させる工程とからなることを特徴とするコイル製造方法。
【請求項５】
前記主剤が含浸されたコイルを加熱し該硬化剤層と該主剤とを反応させ硬化させることを特徴とする請求項４記載のコイル製造方法。
【請求項６】
前記硬化剤層は、前記絶縁体層の表面に島状に形成されていることを特徴とする請求項４または請求項５記載のコイル製造方法。
【請求項７】
前記硬化剤層は、表面に潤滑素材が塗布されていることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか１項記載のコイル製造方法。

【図１】