CN105719778A - 绝缘包覆导线的制造方法和制造设备 - Google Patents

Abstract

根据本发明一个方面的绝缘包覆导线的制造方法包括通过在使具有多边形截面形状的导线(40)通过设置在管嘴(30)中的孔(34)的同时，将熔融树脂从形成在所述管嘴(30)和覆盖所述管嘴(30)的模具(20)之间的环形排出孔(22)挤出，由此绝缘包覆所述导线(40)。排出孔(22)形成为具有与导线(40)的截面形状基本相似的多边形环状。

Description

绝缘包覆导线的制造方法和制造设备

技术领域

本发明涉及绝缘包覆导线的制造方法和制造设备。

背景技术

熔融树脂的挤出成型通常用于绝缘包覆导线。已知用于该绝缘包覆的这种挤出成型的两种类型：充实挤出成型和管挤出成型。在充实挤出成型的情况下，在模具内部包覆在导线上的熔融树脂通过模具孔挤出。即，所制造的绝缘包覆导线的外部形状由模具孔限定，因此充实挤出成型提供了优良的外部尺寸精度。然而，在充实挤出成型的情况下，当试图以均匀的厚度绝缘包覆具有多边形截面(即多边形截面形状)的导线(例如扁线)时，如果导线在模具孔内部即使轻微地扭曲，绝缘覆层的厚度也最终会显著不均匀。

相比之下，在管挤出成型的情况下，在使导线通过在管嘴中心部分的孔的同时，将熔融树脂从形成在管嘴和覆盖管嘴的模具之间的排出孔挤出。即，熔融树脂在与导线分别通过模具之后包覆导线。由此，在管挤出成型的情况下，熔融树脂在被挤出后与导线紧密接触。因此，即使导线在管嘴中的孔内扭曲，绝缘覆层的厚度也能够比在充实挤出成型的情况下更均匀。

日本专利申请公开第64-1733号(JP64-1733A)描述了通过管挤出成型使熔融树脂包覆在导线上的方法。然而，在JP64-1733A中所述的方法没有在具有多边形截面的导线上形成厚度均匀的绝缘覆层。

发明人发现了与绝缘包覆导线的制造方法相关的以下问题，所述方法通过管挤出成型使熔融树脂包覆在具有多边形截面的导线上。图7是示出该方式概况的截面图，其中在对应于相关技术的管挤出成型中，从排出孔挤出的熔融树脂包覆在具有矩形截面的导线上。

如图7中步骤1所示，呈环形截面形状被挤出以覆盖导线40的熔融树脂50通过减小在导线40和熔融树脂50之间的压力而收缩。在该收缩过程中，如图7中步骤2所示，熔融树脂50首先与导线40的角部紧密接触。然后，如图7中步骤3所示，在熔融树脂50从角部开始与整个导线40紧密接触之后，熔融树脂50硬化。

发明人发现了问题，其中如图7中步骤3所示，由于通过熔融树脂50的硬化而形成的绝缘覆层的厚度，特别是在导线40的长边上，不均匀，因而产生波纹。这被认为是由于当熔融树脂50从角部开始与整个导线40紧密接触时，熔融树脂50，特别是在导线40的长边上，不能均匀地收缩。当由此在绝缘覆层中产生波纹时，其中绝缘覆层厚度不满足预定标准(例如至少具有最小厚度以确保导线周围均绝缘)的不合格产品的数量增加，因此制造良品率降低。此外，即使对合格产品，如果将最薄部分的厚度作为参比，由于波纹而成为厚的部分的厚度将会过大。因此，当将绝缘包覆导线卷成线圈等时或当将大量绝缘包覆导线相互平行地排列时，容易形成间隙，因而绝缘包覆导线的占积率不易增加。

发明内容

因此本发明提供了以更均匀的厚度绝缘包覆具有多边形截面的导线的技术。

本发明的第一方面涉及绝缘包覆导线的制造方法，其包括通过在使具有多边形截面形状的导线通过设置在管嘴中的孔的同时，将熔融树脂从形成在所述管嘴和覆盖所述管嘴的模具之间的环形排出孔挤出，由此绝缘包覆所述导线。排出孔形成为具有与导线的截面形状基本相似的多边形环状。

在该制造方法中，用于挤出熔融树脂的排出孔形成为与导线截面形状基本相似的多边形环状。因此，挤出的熔融树脂形成为与导线截面形状基本相似的多边形环状。此外，挤出的熔融树脂收缩并几乎同时与整个导线紧密接触。因此，绝缘覆层的厚度能够更均匀。

排出孔的角部可以形成为向外扩展，使得宽度变得比排出孔的直线部分的宽度更宽。这种结构使得形成在导线的直线部分上的绝缘覆层的厚度和形成在导线的角部上的绝缘覆层的厚度之间的差异能够减小，从而使得绝缘覆层的厚度能够更均匀。

此外，导线可以是扁线，排出孔可以形成为矩形环状，排出孔的竖直上侧的直线部分的宽度可以形成为比排出孔的竖直下侧的直线部分的宽度更宽。这种结构使得形成在导线的竖直上侧的长边上的绝缘覆层的厚度和形成在导线的竖直下侧的长边上的绝缘覆层的厚度之间的差异能够减小，从而使得绝缘覆层的厚度能够更均匀。

此外，导线可以通过将多根线绞合在一起而形成。这种结构使得能够减小由涡流造成的损失。

本发明的第二方面涉及绝缘包覆导线的制造设备，其包括具有用于使具有多边形截面形状的导线通过的孔的管嘴、和覆盖管嘴的模具，在管嘴和模具之间设置环形排出孔，排出孔具有与导线的截面形状基本相似的多边形环状。

对于该制造设备，用于挤出熔融树脂的排出孔形成为与导线截面形状基本相似的多边形环状。因此，挤出的熔融树脂形成为与导线截面形状基本相似的多边形环状。此外，挤出的熔融树脂收缩并几乎同时与整个导线紧密接触。因此，绝缘覆层的厚度能够更均匀。

因此本发明使得可以以更均匀的厚度绝缘包覆具有多边形截面的导线。

附图说明

本发明示例性实施方案的特征、优势以及技术和工业意义将在下文参照附图来描述，其中相同的附图标记表示相同要素，并且其中：

图1是示出根据本发明第一示例实施方案的绝缘包覆导线制造设备概况的截面图。

图2是在图1中示出的模具和管嘴的透视图；

图3是在图1中示出的模具和管嘴的主视图；

图4是示出其中从排出孔挤出的熔融树脂包覆具有矩形截面的导线的方式概况的截面图；

图5是根据本发明第二示例实施方案的模具和管嘴的主视图；

图6是根据本发明第三示例实施方案的模具和管嘴的主视图；

图7是示出在根据相关技术的管挤出成型中，其中从排出孔挤出的熔融树脂包覆在具有矩形截面的导线上的方式概况的截面图。

具体实施方式

在下文中，应用该发明的特定示例实施方案将参照附图详细描述。然而，本发明不限于这些示例实施方案。此外，说明和附图为了清楚而适当简化。

(第一示例实施方案)

将参照图1至3来描述根据本发明的第一示例实施方案的绝缘包覆导线的制造设备和使用该制造设备制造绝缘包覆导线的方法。图1是示出根据第一示例实施方案的绝缘包覆导线制造设备概况的截面图。图2是在图1中示出的模具20和管嘴30的透视图。图3是在图1中示出的模具20和管嘴30的主视图。根据第一示例实施方案的绝缘包覆导线的制造设备被设计成通过在具有多边形截面的导线上进行管挤出成型来连续制造绝缘包覆导线。在该示例实施方案中，导线40是具有矩形截面的扁线。

自然，在图1至3中示出的右手xyz坐标系是为了说明目的，以说明构成要素的位置关系。通常，绝缘包覆导线的制造设备置于水平地面等之上，使得在图1至图3中z轴正方向是竖直向上的方向。因此，在图1至3中，z轴正方向是竖直向上的方向，而xy平面是水平面。

如图1所示，根据第一示例实施方案的绝缘包覆导线的制造设备包括十字头10、安装在十字头10上的模具20和管嘴30、以及减压泵P。根据该示例实施方案的绝缘包覆导线的制造设备通过管挤出成型来绝缘包覆导线40。即，在使导线40通过设置在管嘴30中的通孔34的同时，将熔融树脂50从形成在管嘴30和覆盖管嘴30的模具20之间的环形排出孔22挤出。即，熔融树脂50在与导线40分别通过模具20之后包覆导线40。由此，在管挤出成型的情况下，熔融树脂50在被挤出之后与导线40紧密接触。因此，即使导线40在管嘴30中的通孔34内扭曲，绝缘覆层的厚度也能够比在充实挤出成型的情况下更均匀。

如图1所示，将模具20和管嘴30安装在十字头10上，并将熔融树脂50填入到模具20和管嘴30之间的空隙中。此处，熔融树脂50被螺杆等通过在十字头10中提供的开口连续压入，未示出。

如图2所示，模具20是具有平行于y轴的中心轴的圆柱形构件。如图1和2所示，用于容纳管嘴30的截锥部分33的通孔21形成在模具20的中心部分。此处，在模具20的前端面(y轴方向正侧的端面)中的通孔21的形状形成为与管嘴30的截锥部分33的端面形状相匹配的矩形形状。

如图1所示，在管嘴30的中心部分中，用于引导导线40的具有矩形截面的通孔34设置成在y轴方向上延伸。此外，为了说明目的，管嘴30可以分成法兰部分31、圆柱形部分32和截锥部分33。法兰部分31是设置在后端(y轴负侧端部)上的盘形部分，并且具有与模具20相等的外径。圆柱形部分32是其外径小于模具20的外径的圆柱形部分。截锥部分33是具有大体上为截锥的形状(其中外径从圆柱形部分32起在y轴正方向上逐渐变小)并且被容纳在模具20中的通孔21中的部分。此处，如图2所示，截锥部分33的端面形状形成为矩形而非圆形，与导线40即通孔34的截面形状相匹配。

如图1所示，熔融树脂50被保留在模具20和管嘴30的法兰部分31之间，即在管嘴30的圆柱形部分32周围。被保留的熔融树脂50通过在模具20和管嘴30的截锥部分33之间的空隙，并且从在其前端面(y轴方向正侧上的端面)之间形成的排出孔22(见图2和3)被挤出。此处，如图2和3所示，因为模具20前端面中的通孔21的形状和管嘴30的截锥部分33的端面形状均为矩形，所以排出孔22形成为矩形环状。即，排出孔22形成为与导线40的截面形状基本相似的多边形环状，即矩形环状。这种结构使得可以以均匀厚度绝缘包覆矩形导线40。其具体原因将在后文叙述。

减压泵P设置在管嘴30的后端面(y轴方向负侧端面)，并且减小在导线40所通过的管嘴30中的通孔34内的压力。即，由从模具20挤出的熔融树脂50覆盖并且具有导线40作为其中心轴的空间中的压力减小。因此，挤出的熔融树脂50与导线40紧密接触。

导线40无特别限制，但可以由具有高导电率的金属材料例如铜、铝或具有这些作为主要组分的合金制成。在该示例实施方案中，导线40的截面形状为矩形，但其还可以是多边形。此处，当卷成线圈形状时，多根导线40优选沿导线轴排列，其间无空隙。因此，除矩形外，导线40的截面形状还可以是等边三角形或正六边形等。具有矩形截面形状的导线40的截面尺寸的一个实例是约2mm×3.5mm。

导线40不限于单线，还可以是通过将多根线绞合在一起而形成的被加工成具有多边形截面形状的集合线。与使用单线相比，使用集合线使得可以减小来自涡流的损失。

此外，导线40在例如预热至约150℃至300℃的状态下通过管嘴30。对于集合线，由于该预热而容易在管嘴30的通孔34内部产生扭曲。然而，对于根据本示例实施方案的绝缘包覆导线的制造设备，使用了管挤出成型，因此被挤出的熔融树脂50之后与该绞合导线40紧密接触。因此，绝缘覆层的厚度能够均匀。

熔融树脂50的类型无特别限制。例如，可以使用PPS树脂、PFA树脂或PEEK树脂等。上文所述的导线40的预热温度可以根据熔融树脂50的类型而适当改变。通过熔融树脂50硬化而形成的绝缘覆层的厚度优选尽可能薄，同时仍能够确保绝缘。例如绝缘覆层的厚度约为60μm至120μm。

接下来，将参照图4来说明在根据示例实施方案的绝缘包覆导线的制造方法中能够以均匀厚度绝缘包覆导线40的原因。图4是示出其中从排出孔22挤出的熔融树脂50包覆具有矩形截面的导线40的方式概况的截面图。

如图4中步骤1所示，呈矩形截面形状被挤出以覆盖导线40的熔融树脂50通过减压而收缩。此处，排出孔22，即挤出的熔融树脂50形成为与导线40的截面形状基本相似的矩形环状。因此，如图4中步骤2所示，均匀收缩的熔融树脂50几乎同时与整个导线40紧密接触。然后，如图4中步骤3所示，绝缘覆层通过以均匀厚度与整个导线40紧密接触的熔融树脂50的硬化而形成。

另一方面，对于在图7中示出的相关技术，挤出的熔融树脂50形成为圆环形形状。因此，熔融树脂50首先与导线40的角部接触，然后从这些角部开始，熔融树脂50与整个导线40接触。此时，熔融树脂50，特别是在导线40的长边上，不能均匀收缩，因此由硬化的熔融树脂50形成的绝缘覆层的厚度不均匀，使得在绝缘覆层上产生波纹，这是存在问题的。此外，由于绝缘覆层在与角部接触后收缩，特别是在导线40的长边上的绝缘覆层的厚度变得比在导线40的角部处的绝缘覆层的厚度更厚，这也是存在问题的。

相比之下，如图4中步骤1所示，对于根据该示例实施方案的绝缘包覆导线的制造方法，排出孔22，即挤出熔融树脂50，形成为与导线40的截面形状基本相似的矩形环状。因此，如图4中步骤2所示，均匀收缩的熔融树脂50几乎同时与整个导线40紧密接触。因此，能够抑制在导线40的长边上的绝缘覆层中的波纹，所以绝缘覆层的厚度能够均匀。此外，形成在导线40的长边上的绝缘覆层的厚度与形成在导线40的角部上的绝缘覆层的厚度之间的差异也能够减小。因为绝缘覆层的厚度均匀，所以当通过卷绕绝缘包覆导线而形成线圈等时，或当很多绝缘包覆导线平行排列时，不容易形成空隙，因此绝缘包覆导线的占积率能够提高。

(第二示例实施方案)

接下来，将参照图5来描述根据本发明的第二示例实施方案的绝缘包覆导线的制造设备和使用该制造设备的绝缘包覆导线的制造方法。图5是根据第二示例实施方案的模具20和管嘴30的主视图。此处，如图5所示，用于挤出熔融树脂50的排出孔22形成在模具20和管嘴30之间，正如图3中那样。

如上所述，对于根据第一示例实施方案的绝缘包覆导线的制造方法，形成在导线40的长边上的绝缘覆层的厚度与形成在导线40的角部上的绝缘覆层的厚度之间的差异也能够减小。然而，直至熔融树脂50硬化，由于表面张力，形成在导线40的角部上的熔融树脂50的厚度最终可以变得更薄。

因此，对于根据第二示例实施方案的绝缘包覆导线的制造方法，向外扩展的扩展部分22c形成在模具20和管嘴30之间形成的排出孔22的各个角部处。此处，排出孔22的扩展部分22c还可以被称为设置在模具20的通孔21的角部处的凹入部分。

由此，对于根据该示例实施方案的绝缘包覆导线的制造方法，考虑到上文所述的形成在导线40的角部上的熔融树脂50的表面张力的效果，使排出孔22的角部的宽度Wc比直线部分的宽度W更宽。即，使形成在导线40的角部上的熔融树脂50的厚度比形成在导线40的直线部分上的熔融树脂50的厚度更厚。在这种结构下，形成在导线40的长边上的绝缘覆层的厚度与形成在导线40的角部上的绝缘覆层的厚度之间的差异甚至能够进一步减小，因此绝缘覆层的厚度甚至能够更均匀。其他结构与根据第一示例实施方案的绝缘包覆导线的制造方法相同，因此省略其说明。

(第三示例实施方案)

接下来，将参照图6来描述根据本发明的第三示例实施方案的绝缘包覆导线的制造设备和使用该制造设备的绝缘包覆导线的制造方法。图6是根据第三示例实施方案的模具20和管嘴30的主视图。此处，如图6所示，用于挤出熔融树脂50的排出孔22形成在模具20和管嘴30之间，正如图3中那样。

对于根据第一和第二示例实施方案的绝缘包覆导线的制造方法，形成在导线40的竖直上侧(z轴方向正侧)的长边上的熔融树脂50由于重力而向下移动至竖直下侧(z轴方向负侧)直至其硬化。因此，形成在导线40的竖直上侧的长边上的绝缘覆层的厚度变得薄得多。另一方面，从竖直上侧向下移动直至其硬化的熔融树脂50被添加至形成在导线40的竖直下侧(z轴方向负侧)的长边上的熔融树脂50。因此，形成在导线40的竖直下侧的长边上的绝缘覆层的厚度变得厚得多。即，形成在导线40的竖直上侧的长边上的绝缘覆层的厚度变得比形成在导线40的竖直下侧的长边上的绝缘覆层的厚度薄得多，这是存在问题的。

因此，对于根据第三示例实施方案的绝缘包覆导线的制造方法，考虑到上文所述的重力对熔融树脂50的效果，使排出孔22的竖直上侧的直线部分的宽度W1比排出孔22的竖直下侧的直线部分的宽度W2更宽。即，使形成在导线40的竖直上侧的长边上的熔融树脂50的厚度比形成在导线40的竖直下侧的长边上的熔融树脂50的厚度更厚。这种结构使得可以减小形成在导线40的竖直上侧的长边上的绝缘覆层的厚度与形成在导线40的竖直下侧的长边上的绝缘覆层的厚度之间的差异，从而使得绝缘覆层的厚度能够更均匀。其他结构与根据第二示例实施方案的绝缘包覆导线的制造方法相同，因此省略其说明。

本发明不限于上文所述的示例实施方案，并且可以适当修改而不偏离本发明的精神。

Claims (9)

1.一种绝缘包覆导线的制造方法，包括：

通过在使具有多边形截面形状的导线(40)通过设置在管嘴(30)中的孔(34)的同时，将熔融树脂从形成在所述管嘴(30)和覆盖所述管嘴(30)的模具(20)之间的环形排出孔(22)挤出，由此绝缘包覆所述导线(40)，

其中所述排出孔(22)形成为具有与所述导线(40)的截面形状基本相似的多边形环状。

2.根据权利要求1所述的制造方法，其中

所述排出孔(22)的角部形成为向外扩展，使得宽度变得比所述排出孔(22)的直线部分的宽度更宽。

3.根据权利要求1或2所述的制造方法，其中

所述导线(40)是扁线；

所述排出孔(22)形成为矩形环状；和

所述排出孔(22)的竖直上侧的直线部分的宽度形成为比所述排出孔(22)的竖直下侧的直线部分的宽度更宽。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的制造方法，其中

所述导线(40)通过将多根线绞合在一起而形成。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的制造方法，其中

通过减小在所述导线(40)和所述熔融树脂之间的空间中的压力来绝缘包覆所述导线(40)。

6.一种绝缘包覆导线的制造设备，所述制造设备包括管嘴(30)，所述管嘴(30)具有用于使具有多边形截面形状的导线通过的孔(34)；和覆盖所述管嘴的模具(20)，以及所述制造设备通过在使所述导线通过所述管嘴中的孔的同时将熔融树脂从设置在所述管嘴和所述模具之间的环形排出孔(22)挤出来绝缘包覆所述导线，

其中所述排出孔(22)具有与所述导线的截面形状基本相似的多边形环状。

7.根据权利要求6所述的制造设备，其中

所述排出孔(22)的角部向外扩展，使得宽度变得比所述排出孔的直线部分的宽度更宽。

8.根据权利要求6或7所述的制造设备，其中

所述排出孔(22)为矩形环状；和

所述排出孔(22)的竖直上侧的直线部分的宽度比所述排出孔(22)的竖直下侧的直线部分的宽度更宽。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的制造设备，其还包括：

减小所述孔(34)内部的空间中的压力的泵。