CN108368634A - 绝缘包覆电线组件的制造方法及电沉积涂装用夹具 - Google Patents

Abstract

绝缘包覆电线组件的制造方法具有：电沉积涂装工序，除了应进行绝缘包覆的电线组件(1A)的两端部(2A)之外，在该两端部(2A)之间的部分通过电沉积附着涂料；及烘烤工序，加热电沉积涂装之后的电线组件(1A)以将附着于电线组件的涂料进行烘烤，从而在该电线组件(1A)形成绝缘包覆，烘烤工序中，在加热器(39)上载置电线组件(1A)的两端部(2A)，并通过该加热器(39)对电线组件(1A)的导热来加热该电线组件(1A)。

Description

绝缘包覆电线组件的制造方法及电沉积涂装用夹具

技术领域

本发明涉及一种在加工成线圈等组件形状的状态的电线组件通过电沉积涂装技术附着绝缘涂料来进行烘烤，从而制造绝缘包覆电线组件的方法及电沉积涂装用夹具。

本申请主张基于2015年12月18日在日本申请的专利申请2015-246949号及2016年12月14日在日本申请的专利申请2016-242017号的优先权，并将该内容援用于此。

背景技术

所谓的漆包线等绝缘包覆电线通过在电线涂布以绝缘树脂为基础的绝缘涂料(清漆)并进行烘烤来制造，作为涂布该绝缘涂料的技术，电沉积涂装技术受到关注。并且，该绝缘包覆电线为在马达和变压器等中使用的线圈时，以电线的状态进行绝缘包覆之后加工成线圈的组件形状时，有时在绝缘包覆产生龟裂等，因此试图在将未进行绝缘包覆的裸电线加工成线圈的形态之后进行绝缘包覆。

例如，专利文献1中公开有一种对将扁平导线加工成马达用的电磁线圈形状(扁立卷绕)的工件进行电沉积涂装的技术。该专利文献1中，以利用卡盘把持工件的两端部而保持悬吊的状态，一边以该悬吊状态输送工件一边将比把持部分更靠下方的部分浸渍于电沉积液以进行涂装。而且，记载有在涂装之后通过干燥或固化形成绝缘包覆。

并且，专利文献2中也记载有如下的内容：通过吊架把持线圈的两端部以保持悬吊状态，并将比该把持部分更靠下方的部分浸渍于电沉积液中进行涂装，之后，配置到烘烤干燥炉中，利用红外线和热风加热之后冷却，从而使被膜固化。并且，记载有若绝缘被膜的膜厚较厚则表面容易产生气泡的内容。

另一方面，专利文献3中公开有一种去除被膜中产生的气泡的技术，其中记载有在电沉积涂装工序中途从电沉积液中多次取出工件，一边去除附着于工件的气泡一边进行电沉积涂装。根据该专利文献3，若伴随自电沉积涂装工序开始起经过的时间，延长不取出工件而浸泡在电沉积液中的连续浸渍时间，则能够有效地去除气泡。

专利文献1：日本特开2012-117133号公报

专利文献2：日本特开2012-224924号公报

专利文献3：日本特开2012-180585号公报

但是，如专利文献2中所记载，气泡容易在被膜厚的部分产生。因此，将加工成线圈等之前的线状的电线进行电沉积涂装时，能够轻松地形成厚度均匀的被膜，因此气泡的残留也较少，但将电线加工成线圈等形态之后进行电沉积涂装时，因具有弯曲部等的形状，因此被膜的厚度容易产生偏差，并且其干燥烘烤也容易变得不均匀。因此，存在容易残留气泡的问题。

发明内容

本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种能够减少绝缘包覆内的气泡的残留的绝缘包覆电线组件的制造方法及适合在该绝缘包覆电线组件的制造中使用的电沉积涂装用夹具。

本发明的绝缘包覆电线组件的制造方法具有：电沉积涂装工序，除了应进行绝缘包覆的电线组件的两端部之外，在该两端部之间的部分通过电沉积附着涂料；及烘烤工序，加热电沉积涂装后的电线组件以将附着于所述电线组件的涂料进行烘烤，从而在该电线组件形成绝缘包覆，所述烘烤工序中，在加热器上载置所述电线组件的所述两端部中的至少一个端部，并通过该加热器对所述电线组件的导热来加热该电线组件。

电线组件为电的良导体，因此导热性优异，在烘烤工序中在加热器上载置电线组件的端部，从而加热器的热从端部沿电线组件的长度方向传导并加热电线组件。因此，电线组件从内部被加热，附着于电线组件的周围的涂料也从接触电线组件的内侧被加热，从内侧朝向外侧逐渐固化该涂料。因此，即使附着于电线组件的涂料中残留有气泡，在该涂料从内侧朝向外侧逐渐固化时，气泡也通过逐渐变厚的固化层而从内侧被按向外侧，从而容易从外表面消除气泡。

本发明的绝缘包覆电线组件的制造方法可以如下：在所述电沉积涂装工序中，在通过由导热材料构成的夹钳把持所述电线组件的所述一个端部的状态下附着所述涂料，在所述烘烤工序中，在所述加热器上载置所述夹钳，并经由该夹钳将热传递至所述电线组件。

通过导热材料形成把持电线组件的端部的夹钳，从而能够在电沉积涂装工序中将电线组件把持于夹钳并浸渍于装满绝缘涂料的电沉积槽中，附着绝缘涂料之后，将该夹钳载置于加热器上，从而能够使加热器的热从夹钳传递至电线组件以加热电线组件，能够轻松地处理该一连串的工序。将电线组件的两端部载置于加热器上来进行加热时，可以由导热材料构成把持各端部的两个夹钳。

本发明的绝缘包覆电线组件的制造方法可以如下：所述烘烤工序中，进一步通过隔热罩覆盖所述电线组件的周围。

能够通过隔热罩抑制来自电线组件的散热，从而能够充分加热电线组件来形成良好的绝缘包覆。

本发明的电沉积涂装用夹具中，把持应进行绝缘包覆的电线组件的两端部的至少一对夹钳固定于底板上，所述一对夹钳中的至少一个夹钳及底板由导热材料形成。

以通过底板上的夹钳保持电线组件的状态进行电沉积涂装，在该保持状态下将底板载置于加热器上，从而将加热器的热传递至底板，且能够从底板经由夹钳传递至电线组件，能够在电沉积涂装工序和烘烤工序这两个工序中使用该加热器的热。

本发明的电沉积涂装用夹具可以如下：所述底板形成为平板状，并且在所述一对夹钳之间形成有沿所述底板的厚度方向贯穿的开口部。

加热器的热经由底板及夹钳进行热传递而传递至电线组件，但将底板载置于加热器时，加热器的热也从开口部通过辐射而传递至电线组件，因此能够通过电线组件内的导热和来自电线组件外的热辐射这两种作用有效地加热电线组件。

根据本发明，将加热器的热从附着有绝缘涂料的电线组件的端部沿电线组件的长度方向传导来加热电线组件，因此能够使绝缘涂料从内侧朝向外侧固化，由此容易从外表面消除气泡，从而能够减少气泡的残留以形成品质优良的绝缘被膜。

附图说明

图1为表示在用于本发明的制造方法的一实施方式的电沉积涂装用夹具保持电线组件并将该电沉积涂装用夹具载置于加热器上的状态的立体图。

图2为表示图1所示的电沉积涂装用夹具的立体图。

图3为示意地表示本实施方式的制造方法中的电沉积涂装的例的剖视图。

图4为示意地表示本实施方式的制造方法中使用的烘烤装置的例的立体图。

图5为表示通过本实施方式的制造方法实施绝缘包覆的电线组件的例的立体图。

图6为表示通过本发明的制造方法的一实施方式实施绝缘被膜的线圈组件的例的立体图。

图7为表示在本发明的制造方法中使用的电沉积涂装用夹具保持图6所示的线圈组件的状态的立体图。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行说明。

该实施方式中的绝缘包覆电线组件为在电动机和发电机的定子中使用的线圈段，如图5所示，该电线组件1A通过将扁平导体弯曲成型为倒U字形(或拱形)而成，该电线组件1A的除了两端部2A之外的中间部分3A被绝缘包覆。该绝缘包覆电线组件(线圈段)中露出有扁平导体的两端部2A与定子铁芯耦合。

该绝缘包覆电线组件经过如下工序制造而成：成型工序，将扁平导体加工成电线组件1A的形状；清洗工序，清洗加工后的电线组件1A；电沉积涂装工序，除了清洗后的电线组件1A的两端部2A之外，在中间部分3A通过电沉积涂装技术附着绝缘涂料；及烘烤工序，加热电线组件1A以将所附着的绝缘涂料进行干燥并烘烤。

成型工序中，通过一般的冲压成型等将扁平导体加工成如图5所示的电线组件1A。该图5所示的例中，电线组件1A通过弯曲扁平导体而整体形成为倒U字形，并且横跨在使端部2A朝下时的端部2A之间的中间部分(头部)3A沿扁平导体的厚度方向弯曲形成，因此两端部2A在电线组件1A的厚度方向上错开配置。

电沉积涂装工序中，使用图2所示的电沉积涂装用夹具11A。

该电沉积涂装用夹具11A为用于除了电线组件1A的两端部2A之外对两端部2A之间的部分(图5中阴影部分)进行电沉积涂装的夹具，其由平板状的底板12和固定于该底板12的一面的多对夹钳13构成。各夹钳13保持电线组件1A的端部2A，图示例中，各夹钳13具备固定于底板12的固定侧夹钳部件14及通过螺丝15固定于该固定侧夹钳部件14的可动侧夹钳部件16，在两个夹钳部件14、16的对置部之间形成有通过紧固这些夹钳部件14、16来使电线组件1A的端部2A保持插入状态的狭槽部17。并且，在狭槽部17设置有与所插入的电线组件1A的端部2A弹性接触的弹簧片18。

该情况下，各夹钳13以在底板12上成为多个列的方式被固定，并且在相邻的列之间成对配置，如图2中以空心箭头所示，在一对夹钳13的狭槽部17分别插入电线组件1A的端部2A并将其把持，从而呈以使各电线组件1A与底板12垂直并且架设于夹钳13的列之间的方式保持的结构。并且，成对的夹钳13排列成列状而配置，因此各电线组件1A也相互隔开间隔排成一列，并且以相同的姿势配置(参考图1)。

并且，在底板12上以去除成对的夹钳13之间的部分的方式形成有沿厚度方向的开口部19。

图示例中，电线组件1A以三个为一组排成一列，共配置有三列。而且，各列中成对的夹钳13之间分别形成有开口部19，从而各电线组件1A以跨越该开口部19的上方的方式配置。

而且，该底板12及夹钳13由导电及导热良好的材料例如铝、铜等金属形成。

另外，夹钳13并不限定于通过图示的螺丝15固定可动侧夹钳部件16的形式，也可以设为使用弹簧等来推压可动侧夹钳部件16的形式。

接着，使用这种电沉积涂装用夹具11A来在电线组件1A附着绝缘涂料的电沉积涂装工序进行说明。

将通过成型工序加工的电线组件1A的两端部2A把持于电沉积涂装用夹具11A的各夹钳13，并且以将电线组件1A垂直立设于底板12上的状态进行保持。而且，成为通过吊架(省略图示)支承保持有该电线组件1A的电沉积涂装用夹具11A的底板12来悬吊电线组件1A的状态。即，电线组件1A以被夹钳13把持的端部2A朝上且配置于端部2A之间的中间部分3A朝下的状态被支承。并且，在底板12利用鳄鱼夹等连接配线(均省略图示)。另外，吊架由绝缘体形成。

而且，在该悬吊状态下，如图3所示，在装满绝缘涂料21的电沉积槽22内除了被夹钳13把持的端部2A之外，将从夹钳13露出的中间部分3A浸渍于电沉积槽22内，并在底板12与电沉积槽22内的电极23之间从直流电源24导通电流而进行电沉积涂装。

储藏于电沉积槽22内的绝缘涂料21为以聚氨酯树脂、聚酯树脂、聚酯酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂或聚酰亚胺树脂等为基本树脂的绝缘涂料(清漆)，在该绝缘涂料21中添加有固化剂等。

在电沉积槽22中浸渍规定时间之后，从电沉积槽22中提起电线组件1A，进行附着于电线组件1A的涂料(绝缘涂料21)的烘烤处理。

而且，烘烤工序中，使用图4所示的烘烤装置31。在该烘烤装置31中被隧道状的隔热罩32包围的通道33的入口处设置有接收站34，在隔热罩32的内侧依次设置有干燥站35、烘烤站36和冷却站37，在通道33的出口设置有取出站38。而且，在干燥站35及烘烤站36分别设置有加热器39，在冷却站37设置有供给冷风的送风机(省略图示)。并且，这些各站34～38被闸门分隔。例如通过步进梁等间歇输送机构(省略图示)间歇性地移动电线组件1A，从而进行电线组件1A在各站34～38之间的移送。

设置于干燥站35及烘烤站36的加热器39形成为板状，并且在通道33上水平配置，该加热器39的上表面为散热面39a。

而且，在使电线组件1A朝上的状态下将电沉积涂装用夹具11A的底板12载置于接收站34，并通过间歇输送机构在干燥站35及烘烤站36的各加热器39上依次输送。

如图1所示，若在加热器39的散热面39a上载置保持有电线组件1A的底板12，则由于该底板12及夹钳13由导热良好的材料(铝、铜等)形成，因此加热器39的热从散热面39a迅速传递并在内部传导，从夹钳13传递至电线组件1A的端部2A，并在电线组件1A内沿长度方向传导。该电线组件1A为电的良导体且导热也优异，从而被迅速加热。

如此，在干燥站35通过干燥用的加热器39将电线组件1A例如加热为150℃以对绝缘涂料进行干燥，在烘烤站36中通过烘烤用的加热器39将电线组件1A例如加热为200℃～300℃以对涂料进行烘烤。而且，最后在冷却站37冷却之后，从取出站38取出并从电沉积涂装用夹具11A的夹钳13拆下，则成为绝缘包覆电线的成品。

如上所述，该实施方式的电沉积涂装中，以在电沉积涂装用夹具11A保持电线组件1A的状态进行电沉积涂装，并进一步进行烘烤处理，从而能够在电沉积涂装工序至烘烤工序的一连串的工序中轻松地处理电线组件1A。

并且，烘烤工序中，将加热器39的热从电线组件1A的端部2A沿长度方向传导并从内部加热电线组件1A，因此附着于电线组件1A的涂料也从内侧朝向外侧逐渐固化，因此即使附着于电线组件1A的涂料中残留有气泡，气泡也通过逐渐变厚的固化层而从内侧被按向外侧，从而容易从外表面消除气泡。因此，能够减少气泡的残留以形成品质优良的绝缘被膜。

此外，在底板12形成有开口部19，电线组件1A以跨越该开口部19的方式配置，因此该烘烤工序中来自与该开口部19面对的部分的加热器39的辐射热传递至电线组件1A，也能够从外部加热电线组件1A。此外，成为通过隔热罩32抑制散热的状态，且能够有效且均匀地加热电线组件1A。

另外，即使在如此追加辐射热的情况下，也以来自内部的加热为主，因此不会对气泡抑制的效果造成影响。

另外，本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离本发明的宗旨的范围内能够加以各种变更。

上述实施方式中，在电沉积涂装用夹具11A保持电线组件1A的两端部2A，两端部2A均载置于加热器39上，但也可以仅将两端部2A中的一个端部载置于加热器39上，以从该一个端部向电线组件1A整体导热。该情况下，只要把持该一个端部的夹钳由导热材料构成即可。

并且，上述实施方式中，对如图5所示在将扁平导体弯曲成型为倒U字形的电线组件1A进行绝缘包覆来制造绝缘包覆电线组件的情况进行了说明，但适用本发明的电线组件并不限定于该图5所示的形状，能够采用各种形状的电线组件。

例如，作为适用本发明的电线组件，能够采用如图6所示带绝缘被膜的线圈(线圈段)：该带绝缘被膜的线圈由通过将具有扁平的横截面的扁平导线卷绕成螺旋状以形成多个卷绕部4来形成为扁平状的线圈组件1B组成，该线圈组件1B的除了两端部2B之外的中间部分3B(图6中阴影部分)被进行绝缘被膜。该带绝缘被膜的线圈例如在电动机和发电机的定子中使用。

另外，在电沉积涂装用夹具11B中使用的夹钳等的构成要件与图1及图2所示的电沉积涂装用夹具11A相同，图6及图7中对与第1实施方式相同的要件标注相同符号并省略说明。

该线圈组件1B的电沉积涂装中，也以在图7所示的电沉积涂装用夹具11B保持线圈组件1B的状态下进行电沉积涂装，并进一步进行烘烤处理，从而能够在电沉积涂装工序至烘烤工序的一连串的工序中轻松地处理线圈组件1B。并且，电沉积涂装用夹具11B中，在一对夹钳13的狭槽部17分别插入线圈组件1B的端部2B来进行把持，从而拉开形成于线圈组件1B的两端部2B之间的多个卷绕部4彼此的间隔而成为伸长状态，即能够以不使卷绕部4彼此重合而呈线状的状态实施电沉积涂装并进行干燥烘烤。而且，该电沉积涂装用夹具11B中，烘烤工序也使得加热器39的热从线圈组件1B的端部2B沿长度方向传导以从内部加热线圈组件1B，因此附着于线圈组件1B的涂料也从内侧朝向外侧逐渐固化，即使附着于线圈组件1B的涂料中残留有气泡的情况下，气泡也通过逐渐变厚的固化层而从内侧被按向外侧，从而容易从外表面消除气泡。因此，能够绕线圈组件1B的导线形成厚度均匀的绝缘被膜，并减少气泡的残留而能够形成品质优良的绝缘被膜。

实施例

为了确认本发明的效果，进行了以下试验。

表1的实施例1～5及比较例1～5中，利用无氧铜制作出电线组件，该电线组件将厚度1mm、宽度3mm的扁平导体以如图5所示弯曲成一个边为20cm的形状。并且，表1的实施例6～9中，利用无氧铜制作出如图6所示将具有扁平的横截面(0.6mm×12mm)的扁平导线以螺旋状卷绕10次并将卷绕部形成为长圆状(卷绕外径为100mm×50mm的扁平状)的线圈组件。

作为电线组件的电沉积涂装用夹具制作出图2所示的结构的夹具，并使用铝制作出底板及夹钳。同样，作为线圈组件的电沉积涂装用夹具制作出图7所示的结构的夹具，并使用铝制作出底板及夹钳。而且，使用以聚酰胺酰亚胺(PAI)为主体的绝缘涂料和以聚酰亚胺(PI)的树脂为主体的绝缘涂料对电线组件或线圈组件进行电沉积涂装之后，以与实施方式中叙述的方法相同的方法在加热器上载置电沉积涂装用夹具，通过导热对电线组件进行了加热。

并且，比较例1～5中，将进行电沉积涂装的电线组件设置于马弗炉内，并通过来自炉壁的辐射热进行了加热。

作为电线组件的温度，均升温至150℃，并在150℃下保持5分钟而进行干燥，之后在250℃下保持3分钟，在烘烤之后进行了冷却。升温速度如表1所示，测定烘烤后的绝缘被膜的膜厚，并检查了气泡的残留情况。关于气泡，存在通过肉眼观察所能确认的气泡的情况下气泡栏中记为“有”，无法确认气泡的情况下记为“无”。

将该结果示于表1。

[表1]

	成膜材料	升温速度(℃/分钟)	绝缘被膜的膜厚(μm)	气泡
					实施例1	PAI	20	20	无
实施例2	PAI	20	50	无
					实施例3	PAI	20	100	无
实施例4	PI	20	100	无
					实施例5	PI	40	100	无
比较例1	PAI	20	20	有
					比较例2	PAI	20	50	有
比较例3	PAI	20	100	有
					比较例4	PI	20	100	有
比较例5	PI	40	100	有
					实施例6	PAI	20	20	无
实施例7	PAI	20	40	无
					实施例8	PI	20	20	无
实施例9	PI	20	40	无

由表1可知，所有实施例中均未在绝缘被膜确认到有气泡残留。由该结果可知，通过导热从电线组件的内部进行加热，从而能够形成没有气泡的品质优良的绝缘被膜。

符号说明

1A 电线组件

1B 线圈组件(电线组件)

2A、2B 端部

3A、3B 中间部分

4 卷绕部

11A、11B 电沉积涂装用夹具

12 底板

13 夹钳

14 固定侧夹钳部件

15 螺丝

16 可动侧夹钳部件

17 狭槽部

18 弹簧片

19 开口部

21 绝缘涂料

22 电沉积槽

23 电极

31 烘烤装置

32 隔热罩

33 通道

34 接收站

35 干燥站

36 烘烤站

37 冷却站

38 取出站

39 加热器

39a 散热面

Claims (5)

1.一种绝缘包覆电线组件的制造方法，其特征在于，具有：

电沉积涂装工序，除了应进行绝缘包覆的电线组件的两端部之外，在该两端部之间的部分通过电沉积附着涂料；及

烘烤工序，加热电沉积涂装后的电线组件以将附着于所述电线组件的涂料进行烘烤，从而在该电线组件形成绝缘包覆，

所述烘烤工序中，在加热器上载置所述电线组件的所述两端部中的至少一个端部，并通过该加热器对所述电线组件的导热来加热该电线组件。

2.根据权利要求1所述的绝缘包覆电线组件的制造方法，其特征在于，

所述电沉积涂装工序中，在通过由导热材料构成的夹钳把持所述电线组件的所述一个端部的状态下附着所述涂料，

所述烘烤工序中，在所述加热器上载置所述夹钳，并经由该夹钳将热传递至所述电线组件。

3.根据权利要求1或2所述的绝缘包覆电线组件的制造方法，其特征在于，

所述烘烤工序中，进一步通过隔热罩覆盖所述电线组件的周围。

4.一种电沉积涂装用夹具，其特征在于，

把持应进行绝缘包覆的电线组件的两端部的至少一对夹钳固定于底板上，所述一对夹钳中的至少一个夹钳及底板由导热材料形成。

5.根据权利要求4所述的电沉积涂装用夹具，其特征在于，

所述底板形成为平板状，并且在所述一对夹钳之间形成有沿所述底板的厚度方向贯穿的开口部。