CN110246633A - 电磁成形用绝缘导线的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在电磁成形用绝缘导线中使覆盖线圈的导线的绝缘部件的绝缘性能和薄壁化得以兼备的电磁成形用绝缘导线的制造方法。电磁成形用绝缘导线的制造方法包括：将绝缘带卷绕于导线上，且用多层的绝缘带对导线进行绝缘；对被绝缘后的所述导线进行卷绕，以形成电磁成形用线圈。而且，在所述绝缘带的卷绕中，以相邻的所述绝缘带的靠导线侧的带宽度方向端彼此不重复的方式而实施所述绝缘带的卷绕。

Description

电磁成形用绝缘导线的制造方法

技术领域

本发明涉及一种电磁成形用绝缘导线的制造方法，特别是，涉及绝缘线圈导线的制造方法。

背景技术

已知一种如下的电磁成形的技术，即，通过在中空的金属的内部设置线圈，且脉冲地进行通电，从而使金属扩径的技术。

在下文记述的专利文献1中，记载了用于金属的电磁成形的线圈。该线圈以将实施了绝缘被覆后的导体卷绕于绝缘性的绕线管上的方式而被形成。

专利文献1：日本特开2004-040044号说明书

发明内容

发明要解决的课题

在电磁成形线圈中，通过增加线圈匝数，能够提高磁通密度。另外，在使线圈匝数增加了的情况下，即使降低所施加的脉冲电压，也能够产生出同等程度的磁通密度。通过降低所施加的电压，能够延长线圈寿命。但是，为了使线圈匝数增加，而单纯地使覆盖导线的绝缘部件变薄以使导线间的距离缩小，这会降低对于导线的绝缘性能。

本发明的目的在于，在电磁成形用绝缘导线中，使覆盖线圈的导线的绝缘部件的绝缘性能和薄壁化得以兼备。

用于解决课题的手段

本发明所涉及的电磁成形用绝缘导线的制造方法的特征在于，包括，将绝缘带卷绕于导线上，且用多层的所述绝缘带对所述导线进行绝缘；对被绝缘后的所述导线进行卷绕，以形成电磁成形用线圈，在所述绝缘带的卷绕中，以相邻的所述绝缘带的靠导线侧的带宽度方向端彼此不重叠的方式而实施所述绝缘带的卷绕。

绝缘导线是指表面被绝缘处理后的导线。在带卷绕工序中，在导线的绝缘对象部分上卷绕有绝缘带，从而形成多层的绝缘带的层。绝缘带的靠导线侧的带宽度方向端是指，绝缘带的两个带宽度方向端中的与导线的距离较近的一侧的端部。

相邻的绝缘带是指，在其附近，带面的至少一部分互相接触的两条绝缘带。相邻的绝缘带既可以为相连的一条带的不同部位，也可以为未相连的不同的带。

相邻的绝缘带的靠导线侧的带宽度方向端彼此重复的状况是指，相邻的一方的绝缘带中的靠导线侧的带宽度方向端以与另一方的绝缘带中的靠导线侧的带宽度方向端重复的配置而被卷绕。在只是带交叉这样的情况下，不称为重复。另外，重复是指能够视为实质上重复的范围。例如，在相对于带宽度而为15％以内的范围、10％以内的范围或者5％以内的范围中配置有两者的带宽度方向端的情况下，可视为重复。在本装置中，以相邻的绝缘带的靠导线侧的带宽度方向端彼此不重复的方式而实施卷绕。

在本发明的一个方式中的特征在于，在所述绝缘带的卷绕中，以使所述导线的绝缘对象部位的各位置处的卷绕层数相等的方式，在导线长度方向上错开位置的同时实施所述绝缘带的卷绕。

在本发明的一个方式中的特征在于，在所述绝缘带的卷绕中，以使所述导线的绝缘对象部位的各位置处的卷绕层数为三层的方式，而对带宽度相等的两条所述绝缘带进行卷绕。

作为本发明的一个方式，能够实现具备卷绕有绝缘带的导线、和通过卷绕所述导线而被形成的电磁成形用线圈在内的电磁成形用绝缘导线。在该电磁成形用绝缘导线中，以相邻的绝缘带的靠导线侧的带宽度方向端彼此不重复的方式而实施绝缘带的卷绕。

发明效果

根据本发明，在通过绝缘带而实施导线的绝缘的情况下，能够抑制伴随着绝缘带的卷绕而产生的空隙，而使绝缘性能与薄壁化得以兼备。

此外，例如，在导线的各位置处的卷绕层数相等的情况下，由于绝缘带的厚度被平均化，因此，能够实现绝缘性能与薄壁化。

附图说明

图1为本实施方式所涉及的电磁成形装置的侧面剖视图。

图2为本实施方式所涉及的电磁成形装置的正面剖视图。

图3为本实施方式所涉及的电磁成形用线圈的局部剖视图。

图4为本实施方式所涉及的绝缘导线的局部剖视图。

图5为表示本实施方式所涉及的电磁成形装置的用途的示例的图。

图6为参考例所涉及的绝缘导线的局部剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图，对实施方式进行说明。在说明中，为了便于理解，而示出了具体的方式，但是这些方式是对实施方式进行例示的方式，除此之外也可以采用各种各样的实施方式。

本实施方式所涉及的电磁成形装置为被形成为圆筒形状的装置。图1为电磁成形装置10的侧面剖视图，图2为电磁成形装置10的正面剖视图。在这些附图以及后面的附图中，对于相同或者相对应的结构标记相同的符号。

在电磁成形装置10的最内侧，设置有作为中空的圆筒形部件的绕线管12。绕线管12由树脂等绝缘性部件形成。在绕线管12的外周设置有电磁成形用线圈14。电磁成形用线圈14是将被绝缘处理后的导线卷绕于绕线管12上而被形成的。电磁成形用线圈14的外侧被绝缘带16覆盖。绝缘带16是为了实现电磁成形用线圈14的保护、绝缘性能的提高而被设置的。

图3为对图1所示的电磁成形用线圈14的截面的一部分进行放大后获得的图。电磁成形用线圈14是将绝缘导线24卷绕于绕线管12的周围而被形成的，其中，所述绝缘导线24由导线20和被卷绕于所述导线20的周围的绝缘带22构成，所述导线20由铜等导电性部件制成。导线20为截面形状被形成为大致长方形的扁线，卷绕有绝缘带22的绝缘导线24的外形也大致为长方形形状。因此，并排的绝缘导线24在使彼此的外表面以面的方式紧贴的状态下，被卷绕于绕线管12的周围。由此，在电磁成形用线圈14中，能够提高每单位长度的绝缘导线24的密度。

图4为绝缘导线24的局部侧面剖视图。图4的左右方向为绝缘导线24的导线长度方向，在图4的下部图示出导线20的部分截面，在图4的上部图示出被卷绕于导线20上的绝缘带22的截面。

虽然绝缘带22的材质并未特别限定，但是在此，作为一个示例，假设编入有玻璃纤维或者陶瓷纤维的材质而进行说明。绝缘带22的大小为任意，例如，厚度被形成为0.1mm～0.3mm左右，宽度被形成为5mm～20mm左右。而且，一边在带长度方向上施加拉伸的张力，一边被卷绕于导线20的周围。

在图4所示的示例中，在导线20上卷绕有两条绝缘带22。即，用较深的颜色表示的绝缘带22a、22c、22e、22g为相连的一条带，为了便于理解，将其称为“深色带”。另外，用较浅的颜色表示的绝缘带22b、22d、22f、22h为相连的另一条带，为了便于理解，将其称为“浅色带”。

如上所述，实际上，这些绝缘带22被形成为，与宽度方向相比在厚度方向上非常薄。例如，在厚度为0.1mm而宽度为10mm时，厚度与宽度的比为1：100。因此，实际上，各绝缘带22在与导线20的表面平行的状态下而被卷绕得较薄。但是，请注意的是，在图4中，为了便于说明，在厚度方向上进行放大图示。另外，使用了纤维的绝缘带22由于具有柔软性，故而能够适当地变形，并与相邻的导线20或者相邻的绝缘带22紧贴。但是，在图4中，为了便于说明，在带宽度方向上以直线的方式对绝缘带22进行了绘制，并且，将相邻的绝缘带22彼此以稍许分离的方式进行了绘制。另外，在各绝缘带22的截面区域上分别划出八根虚线而将区域分割为九个块，该虚线为用于对绝缘带22彼此的相对的位置关系进行说明的辅助线。

如图4所示，绝缘带22在于导线长度方向中的一个方向上缓缓地进行移动的同时被卷绕于导线20上。具体而言，作为深色带的绝缘带22a在被卷绕了一周之后，成为绝缘带22c，并在此期间向图面的左侧移动了带宽度的6/9(由辅助线分割为9块后的6块的量)。另外，在进一步被卷绕了一周之后，进一步向图面的左侧移动了带宽度的6/9，从而成为绝缘带22e。这样，深色带以每一周而移动带宽度的6/9的恒定的速度，在导线长度方向上进行移动的同时被卷绕。

同样地，作为浅色带的绝缘带22b也在一周后，向图面的左侧移动了带宽度的6/9，从而成为绝缘带22d，并在两周后进一步向图面的左侧移动带宽度的6/9，从而成为绝缘带22f。即，浅色带以与深色带相同的速度，在导线长度方向上进行移动的同时被卷绕。

相邻的深色带与浅色带彼此被配置成错开带宽度的3/9。例如，与作为深色带的绝缘带22c的上侧相邻的作为浅色带的绝缘带22d，和绝缘带22c相比，向导线长度方向中的行进方向侧错开带宽度的3/9。另外，与该绝缘带22d的上侧相邻的作为深色带的绝缘带22e被配置成，和绝缘带22d相比，进一步向导线长度方向中的行进方向侧错开带宽度的3/9。

作为将两条绝缘带22以这样的方式进行卷绕的结果，在整体上，绝缘带22以带宽度的3/9的间隔而依次被卷绕在导线20的周围。例如，在卷绕有绝缘带22c的上侧，以向导线长度方向的行进方向侧错开带宽度的3/9的方式而卷绕有绝缘带22d。即，绝缘带22d以其靠行进方向侧的3/9与导线20的表面相接触的方式而被配置，并且，该绝缘带22d的靠行进方向相反侧的6/9与在下侧相邻的绝缘带22c的靠行进方向侧的6/9互相重叠。同样地，在绝缘带22d的上侧，以向导线长度方向的行进方向侧错开带宽度的3/9的方式而卷绕有绝缘带22e。而且，在绝缘带22e的上侧，以向导线长度方向的行进方向侧错开带宽度的3/9的方式而卷绕有绝缘带22f。

如图4所示，在绝缘带22与导线20之间形成有三角形的间隙空间。例如，在绝缘带22c与导线20之间形成有间隙空间26a。另外，在绝缘带22的外侧，形成有伴随着绝缘带的凹凸而产生的间隙空间。例如，在绝缘带22d的外表面与绝缘带22e的带宽度方向端之间形成有间隙空间26b。但是，如上所述，图4为提高图面的纵向的倍率而绘制的图，另外，因为绝缘带22具有柔软性，所以这些间隙空间26a、26b并不是那么大。实际上，仅略微被形成于绝缘带22b中的靠导线20侧的带宽度方向端的附近、或者绝缘带22e的外侧的带宽度方向端的附近。

通过这样卷绕绝缘带22，在绝缘导线24中，成为以下状态，即，在导线长度方向的各个位置，以跨周向整体的方式而使绝缘带22在导线20的周围被卷绕为三层的状态。例如，在图4所示的箭头标记28a的位置，导线20通过三层的绝缘带22c、22d、22e而被覆盖。因此，在将各个绝缘带22的厚度设为t＝0.1时，因三层而成为t＝0.3的厚度。在绝缘导线24的大部分的位置，与箭头标记28a的位置同样地，通过三层的绝缘带22而被覆盖。

在位于绝缘带22的带宽度方向端的箭头标记28b的位置，状况有些不同。此处，处于如下状态，即，绝缘带22c的靠导线20侧的带宽度方向端位于最下层，绝缘带22d、22e覆盖其上侧，绝缘带22f的上侧的带宽度方向端位于最上层的状态。即，箭头标记28b的位置被配置为，最下层的绝缘带22c和最上层的绝缘带22f在导线长度方向(图的左右方向)上进行观察时相同的位置，在其前后处，实施绝缘带22c与绝缘带22f的切换。借此，即使在箭头标记28b的附近，也确保了由三层的绝缘带22实现的绝缘。

但是，一般而言，在将绝缘带22卷绕于导线20的周围时，会产生稍许的误差。虽然误差的大小依赖于卷绕装置的动作控制或绝缘带22的特性等，但也可以假想为，例如，带宽度的15％左右(带宽度为10mm时为1.5mm左右)、10％左右或者5％左右的大小。因此，可以想象，在绝缘带22c和绝缘带22f于导线长度方向上进行观察时以稍许分离的方式而被卷绕的情况、或者以稍许重复的方式而被卷绕的情况。

在以稍许分离的方式而被卷绕的状况下，在箭头标记28b的附近，绝缘带22的整体的厚度全部为t＝0.3或t＝0.2。而且，在为了形成电磁成形用线圈14而排列多个绝缘导线24时，以厚度为t＝0.3的部分与相邻的厚度为t＝0.25的部分接触的方式而被配置。在厚度为t＝0.2的部分、即绝缘带22c的带宽度方向端与绝缘带22f的带宽度方向端之间的间隙中，能够确保与周围同等的绝缘性能。其理由是，由于在该较窄的范围内，处于电流沿着绝缘带22c、22f的带宽度方向端而流动的倾向，因此，可认为是沿面距离变长。另外，在该间隙中，也可以实施另行埋入绝缘部件等追加的处理而提高绝缘性能。

另一方面，在箭头标记28b附近，在绝缘带22c和绝缘带22f于导线长度方向上进行观察时稍许重叠的情况下，该部分通过四层的绝缘带22而被覆盖，因此，与周围相比而提高了绝缘性能。但是，在成为四层的部分中，绝缘带22的层的厚度增加。因此，在希望优先不设置四层部分的情况下，在考虑了误差的基础之上，以绝缘带22c与绝缘带22f不重复的方式，而将两者配置成稍许分离即可。或者，也可以在对绝缘带22进行了卷绕之后，实施对成为四层的部分的绝缘带22进行削去、从而制成三层的厚度这样的追加的处理。

在此，对于将绝缘带22卷绕于导线20上的工序的一个方式简单地进行说明。在该工序中，在利用例如粘合剂而将绝缘带22固定于导线20的初始位置的基础之上，对绝缘带22施加带长度方向上的拉伸张力。在该状态下，如果使导线20一边进行旋转一边在导线长度方向上进行移动，则绝缘带22被卷绕于导线20上。通过对移动速度或张力等进行控制，从而能够实现如图4所示的卷绕结构。在利用多条绝缘带22时，只要分别将其设置于预定的位置，并在施加了张力的基础之上，使导线20进行旋转即可。由于绝缘带22以施加张力的方式而被卷绕，因此，会牢固地对导线20进行固定，即使不利用粘合剂等，也不会在导线20上滑动。但是，也能够利用粘合剂来加强固定强度。

以这样的方式，形成了在导线20的各位置处卷绕有三层的绝缘带22的绝缘导线24。在绝缘导线24中，由于绝缘带22的厚度为t＝0.3且是恒定的，因此，如图3所示，能够以与两根横向的绝缘导线24紧贴的方式而卷绕于绕线管12的周围。由此，在如图1以及图2所示的电磁成形用线圈14中，能够提高绝缘导线24的配置密度。另外，在绝缘导线24中，由于全面地通过三层的绝缘带22而被覆盖，因此，例如，与通过两层而进行绝缘的情况相比，提高了绝缘性能。而且，在对电磁成形用线圈14实施通电时，能够通过紧贴的绝缘导线24彼此而抑制以及防止发生绝缘破坏的情况。

接下来，利用图5，对电磁成形装置10的用途的示例进行说明。图5为对实施电磁成形的车辆用部件进行说明的图。在图5中，在车辆的前方部分中，图示了被设置于车辆的宽度方向上的仪表板加固件50以及被安装于其上的部件。仪表板加固件50为通过铝合金的挤压成型而被制成的圆筒形的中空部件，且由位于驾驶员座位侧的直径相对较大的D座位管52、和位于副驾驶员座位侧的直径相对较小的P座位管53构成。在D座位管52的端部安装有D座位伸展件54，且在其内侧安装有搭载支架LH56。进一步在其内侧，安装有被利用于支承转向的转向支承部件58。而且，在P座位管53的靠驾驶员座位处，一体地安装有操纵稳定撑杆60和D座位撑杆61。另外，在其靠近副驾驶员座位处安装有P座位撑杆62。而且，在P座位管53的副驾驶员座位侧端部，安装有搭载支架RH64和P座位伸展件66。

在图5的示例中，这些部件中的D座位伸展件54、搭载支架LH56、转向支承部件58、操纵稳定撑杆60、D座位撑杆61、搭载支架RH64以及P座位伸展件66的被固定部件通过电磁成形而被紧固于仪表板加固件50上。

在电磁成形的紧固中，这些被固定部件被配置于仪表板加固件50的周围，并且电磁成形装置10被设置于仪表板加固件50的内部。对电磁成形用线圈14实施脉冲通电(在短时间内流过较大的电流)。此时，在电磁成形用线圈14处生成磁通，通过该磁通而在仪表板加固件50中引起感应电流。在感应电流与磁通之间电磁力起作用。其结果为，与电磁成形用线圈14相面对的仪表板加固件50的壁面受到较大的力而在短时间内扩径。而且，配置于其附近的被固定部件被紧固。

仪表板加固件50通过电磁成形而进行扩径的力与从电磁成形用线圈14所产生的磁通密度相对应地变大。另外，通过将电磁成形用线圈14中的导线20配置得较密而提高磁通密度。因此，在施加于导线20上的电压相同的情况下，将导线20配置得较密能够较强地对仪表板加固件50进行扩径。另外，在将导线20配置得较密的情况下，即使降低施加于导线20上的电压，也能够以与将导线20配置得较稀疏的情况相同程度的力，对仪表板加固件50进行扩径。一般而言，在降低了施加于导线20上的电压的情况下，能够抑制电磁成形用线圈14的劣化，并实现长寿命化。由此，也能够有效率地进行仪表板加固件50的制造。

在此，为了进行比较，参照图6，对参考方式进行说明。图6为与图4相对应的图，表示对导线20实施了绝缘处理后的绝缘导线70的部分截面。虽然在图6的示例中，也使用了由与图4的示例相同的材料以及大小组成的深色和浅色这两条绝缘带72，但是，在图6的示例中，绝缘带72的卷绕的方式不同。而且，在图6的示例中，在绝缘带72的截面上划出9根辅助线(由此，绝缘带的截面区域被分割为十个块)来实施说明。

在图6的参考例中，浅色的绝缘带72a、72c、72e、72g、72i分别在每次被卷绕一周时，以向导线长度方向的一个方向(图面的左方向)行进带宽度的6/10的方式而被卷绕。而且，深色的绝缘带72b、72d、72f、72h、72j以分别与浅色的绝缘带72a、72c、72e、72g、72i的外侧(以与导线20的表面垂直的方式朝向外侧的方向)重叠的方式而被卷绕。

具体而言，在浅色的绝缘带72c的外侧，深色的绝缘带72d以跨及整个带宽度而重叠的方式而被卷绕。一周之后，浅色的绝缘带72e以带宽度的6/10与导线20直接接触、且带宽度的4/10与深色的绝缘带72d重叠的方式而被卷绕。另外，深色的绝缘带72f以跨及整个带宽度而与浅色的绝缘带72e重叠的方式被卷绕于浅色的绝缘带72e的外侧。

因此，在图6的参考例中，在浅色的绝缘带72与导线20之间形成有两层量的间隙空间。具体而言，在绝缘带72e的下方，在绝缘带72c、72d中的靠导线20侧的带宽度方向端的附近形成有间隙空间74a。另外，在深色的绝缘带72的外表面侧，在部分重叠的绝缘带72的带宽度方向端的附近形成有间隙空间。例如，在绝缘带72f的外表面侧，在绝缘带72g、72h的带宽度方向端的附近形成有间隙空间74b。

这样对绝缘带72进行了卷绕的结果为，在绝缘导线70中，绝缘带72的厚度根据导线长度方向的位置而有所不同。例如，在箭头标记76a的附近，形成有由绝缘带72c、72d、72e、72f实现的四层的重叠。但是，在箭头标记76b的附近，仅形成有由绝缘带72e、72f实现的两层的重叠。即，在绝缘导线70中，混合存在有绝缘带22的厚度为t＝0.4的部分和t＝0.2的部分。

在利用绝缘导线70而形成电磁成形用线圈14的情况下，绝缘导线70彼此通过t＝0.4的厚度部分而规定其距离。因此，在与利用了图4所示的绝缘导线24的情况相比，降低了导线20的密度。另外，在绝缘导线70中，绝缘带72为两层的t＝0.2的部分以相当的面积而扩大，通过电流在此处流动，从而比较地容易地导致绝缘破坏。绝缘破坏通常是因在绝缘性能最弱的部分产生较弱的电晕放电而开始的。而且，逐渐至电压较高的火花，最终产生有较大的电流流动的电弧放电，从而发生导线20的熔断等。

如上所述，本实施方式所涉及的电磁成形装置10与图6的参考例的情况不同，能够用绝缘带22均匀地对导线20的周围进行覆盖。由此，没有绝缘的最弱部，能够确保在整体上较高的绝缘性能。另外，通过整体性地对绝缘带22进行薄壁化，从而能够提高电磁成形用线圈14的电流密度、以及磁通密度，因此，能够通过较低的施加电压而实施电磁成形。这在防止或者抑制电磁成形用线圈14的劣化的方面上是有效的。

在以上的说明中，在本实施方式所涉及的电磁成形装置10中，在绝缘导线24上卷绕有两条相同宽度的绝缘带22。但是，即便利用一条绝缘带22，也能够实施如图4所示的卷绕。此种情况下，在卷绕绝缘带22时，例如，只要将在导线长度方向上进行移动的速度放缓而进行卷绕即可。另外，也能够利用三条以上的绝缘带22而实施如图4所示的卷绕。此种情况下，在卷绕绝缘带22时，例如，可以考虑加快在导线长度方向上进行移动的速度。

此外，在以上的说明中，列举了绝缘导线24通过三层的绝缘带22而被绝缘的示例。但是，既可以将绝缘带22设为两层，也可以设为四层或者五层以上。只要考虑到确保绝缘性能和薄壁化的必要性而决定卷绕层数即可。

关于导线20，也可以替代扁线，而设为圆线等具有其他的截面形状的线。绝缘带22的卷绕也可以不根据截面形状而进行实施。

符号说明

10：电磁成形装置；12：绕线管；14：电磁成形用线圈；16、22、72：绝缘带；20：导线；24、70：绝缘导线；26a、26b、74a、74b：间隙空间；28a、28b、76a、76b：箭头标记；50：仪表板加固件；52：D座位管；53：P座位管；54：D座位伸展件；56：搭载支架LH；58：转向支承部件；60：操纵稳定撑杆；61：D座位撑杆；62：P座位撑杆；64：搭载支架RH；66：P座位伸展件。

Claims (3)

1.一种电磁成形用绝缘导线的制造方法，其特征在于，包括，

将绝缘带卷绕于导线上，且用多层的所述绝缘带对所述导线进行绝缘；

对被绝缘后的所述导线进行卷绕，以形成电磁成形用线圈，

在所述绝缘带的卷绕中，以相邻的所述绝缘带的靠导线侧的带宽度方向端彼此不重复的方式而实施所述绝缘带的卷绕。

2.如权利要求1所述的电磁成形用绝缘导线的制造方法，其特征在于，

在所述绝缘带的卷绕中，以使所述导线的绝缘对象部位的各位置处的卷绕层数相等的方式，在导线长度方向上错开位置的同时实施所述绝缘带的卷绕。

3.如权利要求2所述的电磁成形用绝缘导线的制造方法，其特征在于，

在所述绝缘带的卷绕中，以使所述导线的绝缘对象部位的各位置处的卷绕层数为三层的方式，而对带宽度相等的两条所述绝缘带进行卷绕。