JP2016086077A - エッジワイズコイル用平角絶縁電線とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】巻回したときに外周側部分の絶縁被覆の厚さが内周側部分の絶縁被覆の厚さより薄くならず、良好な絶縁性を維持できる平角絶縁電線とその製造方法を提供する。【解決手段】エッジワイズコイル用の平角絶縁電線１０において、巻回外周側部分の導電性線材１５の肉厚が巻回内周側部分の導電性線材１５の肉厚よりも厚く、かつ、巻回外周側部分の絶縁被覆１６の厚さが巻回内周側部分の絶縁被覆１６の厚さよりも厚く形成されている。好ましくは、外周側部分の絶縁被覆１６の厚さが内周側部分の絶縁被覆１６の厚さの１.５倍以上であり、外周側部分の導電性線材１５及び絶縁被覆１６を含む肉厚が、内周側部分の導電性線材１５及び絶縁被覆１６を含む肉厚に対して、１.２〜１.７倍である。【選択図】図１

Description

本発明は、エッジワイズコイル用の平角絶縁電線について、巻回したときに外周側部分の絶縁被覆の厚さが内周側部分の絶縁被覆の厚さより薄くならず、良好な絶縁性を維持できる平角絶縁電線とその製造方法に関する。

平角絶縁電線６０は、図６に示すように、長辺６１と短辺６２によって囲まれた四辺形の断面を有する導電性線材６３の表面に絶縁被覆６４が設けられている。エッジワイズコイル６５は平角絶縁電線６０の短辺６２を回転支点側にして巻回されたコイルである。エッジワイズコイル６５は平角絶縁電線６０の断面が四辺形であるので、円形断面の丸線を巻回したコイルよりも巻回状態での電線相互の隙間が少なく、電線の断面積の占積率が大きいので自動車用モータなどに広く用いられている。特許文献１（特開平１０−２８４３３５号公報）には、平角電線を円筒状に巻回してなるエッジワイズコイルが記載されている。

円筒状に巻回した従来のエッジワイズコイルを図７に示す。図７のＸ−Ｙ断面を図８に示す。図示するように、平角絶縁電線６０は巻回したときに、その外周側部分６０Ａは引張応力によって延ばされ、内周側部分６０Ｂは圧縮応力によって圧縮される。このため、図６に示す従来のエッジワイズコイル６０のように、外周側部分６０Ａと内周側部分６０Ｂの肉厚が均一な平角絶縁線材６０を用いると、図８に示すように、巻回した平角絶縁電線６０の外周側部分６０Ａの肉厚が内周側部分６０Ｂの肉厚よりも薄くなり、コイルの外周側部分において、積層された絶縁電線６０の間に隙間６１が生じやすくなり、コイル外周側部分の電線断面積の占積率が低下する。他方、平角絶縁電線６０の内周側部分６０Ｂの肉厚は外周側部分６０Ａの肉厚よりも厚くなるので、コイル内周側部分の積層方向の長さＣが大きくなり、コイル収納容器が大型化するなどの問題がある。

特許文献２（特開２００７−３６０５６号公報）には、電線の断面を扁平ないし異形に加工することによって、コイル内周側部分の積層方向の長さＣが大きくなるのを抑制したエッジワイズコイルが記載されている。具体的には、図９に示すように、長辺７１、７２と短辺７３、７４で囲まれた四辺形断面を有する平角電線７０において、長辺７１、７２が片側の短辺７３に向かって互いに接近する楔形断面を有する平角電線７０を用い、肉厚の薄い短辺７３を回転支点側にして巻回したたエッジワイズコイルが記載されている。

特許文献２のエッジワイズコイルは、肉厚が大きな短辺７４の外周側は巻回によって引き延ばされ、一方、肉厚が薄い短辺７３の内周側は圧縮されるので、巻回された後の両側の短辺の肉厚は概ね均等になり、コイル内周側部分の積層方向長さＣが大きくなるのを抑制している。

特開平１０−２８４３３５号公報 特開２００７−３６０５６号公報

特許文献２のエッジワイズコイルは、絶縁被覆の厚さを考慮しても同様であると記載されているが、図９に示すように、平角電線７０の表面を覆う絶縁被覆７５の被覆厚さが巻回外周側と巻回内周側とで均一に形成されていると、巻回外周側の絶縁被覆７５が引き延ばされ、他方、巻回内周側の絶縁被覆７５は圧縮されるので、巻回外周側の被覆厚さは巻回内周側の被覆厚さよりも薄くなり、巻回外周側部分の絶縁性が低下する懸念を生じる。

本発明は、エッジワイズコイル用の平角絶縁電線について、従来の上記問題を解消したものであり、巻回したときに外周側部分の絶縁被覆の厚さが内周側部分の絶縁被覆の厚さより薄くならないようにして、外周側部分の絶縁性が低下する懸念を解消し、良好な絶縁性を維持できるようにした平角絶縁電線とその製造方法を提供する。

本発明は以下の構成によって従来の課題を解決したエッジワイズコイル用平角絶縁電線に関する。
〔１〕エッジワイズコイル用の平角絶縁電線において、巻回外周側部分の導電性線材の肉厚が巻回内周側部分の導電性線材の肉厚よりも厚く、かつ巻回外周側部分の絶縁被覆の厚さが巻回内周側部分の絶縁被覆の厚さよりも厚く形成されていることを特徴とする平角絶縁電線。
〔２〕上記外周側部分の絶縁被覆の厚さが上記内周側部分の絶縁被覆の厚さの１.５倍以上である上記[１]に記載するエッジワイズコイル用平角電線。
〔３〕上記外周側部分の導電性線材および絶縁被覆を含む肉厚が、上記内周側部分の導電性線材および絶縁被覆を含む肉厚に対して、１.２〜１.７倍である上記[１]または上記[２]に記載するエッジワイズコイル用平角電線。

本発明は、以下の構成を有するエッジワイズコイル用平角電線の製造方法に関する。
〔４〕巻回外周側部分の導電性線材の肉厚が巻回内周側部分の導電性線材の肉厚よりも厚く形成した帯状の平角導電性線材を、絶縁被覆成分を含む電着液を入れた電着槽に送り込み、該平角導電性線材の肉厚の厚い上記外周側部分の側方に電極を配置し、肉厚の薄い上記内周側部分は該電極から離し、該平角導電性線材に通電して該平角導電性線材表面に絶縁被覆成分を電着させ、電着した該絶縁被覆成分を焼き付け処理して、外周側部分の絶縁被覆が内周側部分の絶縁被覆よりも厚く形成された平角絶縁電線を製造することを特徴とする平角絶縁電線の製造方法。
〔５〕上記外周側部分の絶縁被覆の厚さを上記内周側部分の絶縁被覆の厚さの１.５倍以上に形成する上記[４]に記載する平角絶縁電線の製造方法。
〔６〕上記外周側部分の絶縁被覆を含む肉厚を、上記内周側部分の絶縁被覆を含む肉厚に対して、１.２〜１.７倍に形成する上記[４]または上記[５]に記載する平角絶縁電線の製造方法。

〔具体的な説明〕
本発明の平角絶縁電線は、エッジワイズコイル用の平角絶縁電線において、巻回外周側部分の導電性線材の肉厚が巻回内周側部分の導電性線材の肉厚よりも厚く、かつ巻回外周側部分の絶縁被覆の厚さが巻回内周側部分の絶縁被覆の厚さよりも厚く形成されていることを特徴とするエッジワイズコイル用平角絶縁電線である。

本発明の平角絶縁電線は、エッジワイズコイル用の帯状の細長い絶縁電線であり、四辺形の横断面を有しており、巻回の外周側部分の導電性線材および絶縁被覆を含む肉厚が、巻回の内周側部分の導電性線材および絶縁被覆を含む肉厚よりも大きく形成されている。

本発明の平角絶縁電線は、具体的には、長辺と短辺で囲まれた四辺形断面を有する帯状の細長い導電性線材の表面に絶縁被覆が設けられている平角絶縁電線であり、四辺形断面の一対の長辺は片側の短辺に向かって互いに接近する楔形の四辺形断面を形成しており、一方の短辺側の肉厚が他方の短辺側の肉厚よりも薄く形成されている。この肉厚の薄い短辺側を回転支点にしてエッジワイズ巻きされる。肉厚の薄い短辺側の部分を内周側部分と云い、肉厚の厚い短辺側の部分を外周側部分と云う。

また、本発明の平角絶縁電線は、２つの長辺と少なくとも１つの短辺で囲まれた楔形の断面を有する帯状の細長い導電性線材の表面に絶縁被覆が設けられている平角絶縁電線であっても良く、具体的には、２つの長辺と１つの短辺で囲まれた楔形の断面を有する帯状の細長い導電性線材の表面に絶縁被覆が設けられている平角絶縁電線であっても良い。この場合も、楔形の断面の一方である２つの長辺の交点側の肉厚が他方である短辺側の肉厚よりも薄く形成されている。この肉厚の薄い側を回転支点にしてエッジワイズ巻きされる。肉厚の薄い側の部分を内周側部分と云い、肉厚の厚い側の部分を外周側部分と云う。

さらに、本発明の平角絶縁電線は、巻回の外周側部分の絶縁被覆の厚さが巻回の内周側部分の絶縁被覆の厚さよりも厚く形成されている。外周側部分の絶縁被覆の厚さは内周側部分の絶縁被覆の厚さの１.５倍以上が好ましい。なお、各辺は直線であっても良く、発明の効果を奏する範囲で、辺の端部等に一部円弧等曲線を含む形状であっても良い。

本発明の平角絶縁電線において、巻回の外周側部分の導電性線材および絶縁被覆を含む肉厚Ｌ１と、巻回の内周側部分の導電性線材および絶縁被覆を含む肉厚Ｌ２との比率Ｌ１/Ｌ２は概ね１.２〜１.７倍が好ましい。この比率が１.２未満では効果が小さく、一方、この比率が１.７倍を上回ると、エッジワイズ巻きしたときに外周側部分の肉厚Ｌ１が内側端部の肉厚Ｌ２よりも大きい状態のまま残りやすくなるので好ましくない。

このように、本発明の平角絶縁電線は、巻回の外周側部分の導電性線材および絶縁被覆を含む肉厚が、巻回の内周側部分の導電性線材および絶縁被覆を含む肉厚よりも大きく形成されているので、この外周側部分を外側にしてエッジワイズ巻きしたときに、肉厚の大きな外周側部分が引き伸ばされて絶縁被覆および導電性線材を含む厚さが減少し、他方、肉厚の薄い内周側部分は圧縮されるので、絶縁被覆および導電性線材を含む厚さが増加し、この結果、外周側部分の絶縁被覆および導電性線材を含む厚さと、内周側部分の絶縁被覆および導電性線材を含む厚さがほぼ均等になる。このため、エッジワイズコイルの外周側部分において絶縁電線どうしの間に隙間が生じ難くなり、さらに外周側部分の絶縁被覆の厚さが内周側部分の絶縁被覆の厚さより薄くならないので、外周側部分の絶縁性が低下する懸念がない。

本発明の平角絶縁電線に用いる平角導電性線材は、楔形断面の隙間を有する加圧ローラを用い、該楔形断面の隙間に銅線などの導電性線材を通して加圧しながら引き抜くことによって製造することができる。加圧ローラの楔形断面の隙間は、例えば、ロール面が一方の端部から他方の端部に向かって傾斜している加圧ローラを用い、上記ローラ面の傾斜が互いに接近するように向き合わせて加圧ローラを設置することによって、該ロール面の間に楔形断面の隙間を形成することができる。

絶縁被覆は電着法によって形成することができる。具体的には、絶縁被覆成分を含む電着液を入れた電着槽に上記平角導電性線材を送り込み、該平角導電性線材に通電しながら該電着槽を通過させて該平角導電性線材表面に絶縁被覆成分を電着させ、電着した該絶縁被覆成分を焼き付け処理することによって平角絶縁電線を製造することができる。

上記電着法において、該平角導電性線材の肉厚の厚い外周側部分の側方に電極を配置し、該平角導電性線材の肉厚の薄い内周側部分は該電極から離して設置し、該平角導電性線材に通電しながら電着槽を通過させることによって、上記外周側部分の電流密度が上記内周側部分の電流密度よりも高くなるので、該外周側部分の絶縁被覆が該内周側部分の絶縁被覆よりも厚く形成された平角絶縁電線を製造することができる。電極の配置以外は通常の絶縁電線を製造する電着条件に従って電着を行えばよい。

本発明の平角絶縁電線の上記製造方法において、上記外周側部分の導電性線材および絶縁被覆を含む肉厚Ｌ１と、上記内周側部分の導電性線材および絶縁被覆を含む肉厚Ｌ２の比率Ｌ１/Ｌ２が１.２〜１.７倍になるように、平角導電性線材の楔形断面の長辺と短辺の比率に応じ、上記外周側部分の絶縁被覆の厚さが上記内周側部分の絶縁被覆の厚さの１.５倍以上になるように絶縁被膜を形成すればよい。

本発明の平角絶縁電線は、巻回の外周側部分の導電性線材および絶縁被覆を含む肉厚が巻回の内周側部分の導電性線材および絶縁被覆を含む肉厚よりも厚く形成されているので、この外周側部分を外側にしてエッジワイズ巻きしたときに、上記外周側部と上記内周側部の肉厚が概ね均等になり、コイル外周側部分の絶縁電線どうしの間に隙間が生じ難い。

さらに、本発明の平角絶縁電線は、上記外周側部分の絶縁被覆の肉厚が上記内周側部分の絶縁被覆の肉厚よりも厚く形成されているので、この外周側部分を外側にしてエッジワイズ巻きしたときに、該外周側部分の絶縁被覆の肉厚が該内周側部分の絶縁被覆の肉厚よりも薄くならない。従って、コイル外周側部分の絶縁性が低下する懸念がない。

本発明の平角絶縁電線の断面を示す模式断面図。 エッジワイズコイルの外観図。 図２のコイルのＸ−Ｙ断面図。 楔形の隙間を形成する加圧ローラの配置を示す概念図。 電着法による絶縁電線の製造例を示す概念図。 従来の平角絶縁電線の断面図 従来のエッジワイズコイルの外観図 図７のエッジワイズコイルのＸ−Ｙ断面図 特許文献２の平角絶縁電線の断面図

本発明の平角絶縁電線１０の一例を図１に示す。該平角絶縁電線１０を用いたエッジワイズコイル２０の一例を図２に示す。図２のエッジワイズコイルは、平面視において、一対の直線部分の両端のおのおのが半円部分で連結されたフィールドトラック形状の例である。本発明の平角絶縁電線１０を用いるエッジワイズコイル２０の形状は図２の形状に限らない。平面視において、四隅の角部が円弧状に巻回された矩形状や、円形状に巻回した形状など種々の巻回形状のエッジワイズコイルに用いられる。

図１に示すように、本発明の平角絶縁電線１０の一方の側部の肉厚Ｌ１は、他方の側部の肉厚Ｌ２よりも厚く形成されており、図２に示すように、該平角絶縁電線１０は、肉厚が厚い側を巻回の外周側１０Ａにし、肉厚の薄い側を巻回の内周側１０Ｂにしてエッジワイズ巻きされている。

図１に示す平角絶縁電線１０は、長辺１１、１２と短辺１３、１４で囲まれた四辺形断面を有する帯状の細長い導電性線材１５の表面に絶縁被覆１６が設けられている帯状の細長い絶縁電線である。導電性線材１５の四辺形断面の一対の長辺１１、１２は片側の短辺１３に向かって互いに接近した楔形の四辺形断面を形成しており、一方の短辺１３の長さＴ２は他方の短辺１４の長さＴ１よりも短く形成されている。

さらに、本発明の平角絶縁電線１０は、短辺１４側の絶縁被覆１６の厚さＳ１が短辺１３側の絶縁被覆１６の厚さＳ２よりも厚く形成されており、導電性線材１５および絶縁被覆１６を含む絶縁電線の肉厚Ｌ１、Ｌ２は、短辺１４側の肉厚Ｌ１が短辺１３側の肉厚Ｌ２よりも大きく（Ｌ１＞Ｌ２）形成されている。平角絶縁電線１０の短辺１４側が巻回の外周側１０Ａになり、短辺１３側が巻回の内周側１０Ｂになる。

一般に用いられているエッジワイズコイル用の平角電線は、横幅すなわち長辺１１，１２の長さが概ね０．１〜１０ｍｍであるので、短辺１４側の絶縁被覆１６の厚さＳ１と短辺１３側の絶縁被覆１６の厚さＳ２の比率Ｓ１／Ｓ２は１.５倍以上が好ましく、導電性線材１５および絶縁被覆１６を含む肉厚Ｌ１と肉厚Ｌ２の比率（Ｌ１／Ｌ２）は概ね１.２〜１.７倍が好ましい。

絶縁被覆の厚さの比率Ｓ１／Ｓ２が１.５倍未満であると、エッジワイズ巻きしたときに、短辺１４側の絶縁被覆１６が引き延ばされ、Ｓ１がＳ２よりも小さくなる場合があるので好ましくない。また、導電性線材と絶縁被覆を含む肉厚の比率Ｌ１＞Ｌ２が１.２未満では効果が小さく、一方、この比率が１.７倍を上回ると、エッジワイズ巻きしたときに、肉厚Ｌ１が肉厚Ｌ２よりも大きい状態のまま残りやすくなるので好ましくない。

図２のＸ−Ｙ線に沿ったコイル断面を図３に示す。図示するように、本発明の平角絶縁電線１０を用いたエッジワイズコイル２０は、その外周側部分２０Ａと内周側部分２０Ｂの肉厚Ｌ１、Ｌ２が巻回によってほぼ均等になっており、平角絶縁電線１０どうしの間に隙間が生じ難い。さらに、外周側部分２０Ａの絶縁被覆１６の厚さは内周側部分２０Ｂの絶縁被覆１６の厚さとほぼ同等であり、従って、巻回によって引き延ばされた外周側部分２０Ａの絶縁性が良好に維持されている。

本発明の平角絶縁電線１０を製造する方法の一例を図４、図５に示す。該平角絶縁電線１０に用いる楔形の四辺形断面を有する平角導電性線材１５は、楔形断面の隙間が形成された加圧ローラを用い、該楔形断面の隙間に銅線などの導電性線材１５を通して加圧しながら引き抜くことによって製造することができる。

図４に示すように、楔形断面の隙間は、例えば、ロール面３１が一方の端部から他方の端部に向かって傾斜している加圧ローラ３０を用い、ローム面３１の傾斜が互いに接近するように向き合わせて加圧ローラ３０を設置することによって、該ロール面３１，３１の間に楔形断面の隙間が形成される。

上記楔形断面の隙間に導電性線材１５を送り込み、加圧しながら引き抜きことによって、長辺１１、１２が片方の短辺１３に向かって互いに接近した楔形の導電性線材断面を有する平角導電性線材１５が形成される。

図５に示すように、楔形断面を有する平角導電性線材１５を電着槽４０に送り込む。電着槽４０には絶縁被覆１６の成分が溶解した電着液４１が入っている。該平角導電性線材１５に通電して電着液４１を通過させることによって、該平角導電性線材１５の表面に絶縁被覆１６の成分を電着させ、電着した該絶縁被覆１６の成分を焼き付け処理して絶縁被覆１６が形成される。

上記電着法において、図５に示すように、平角導電性線材１５の肉厚の厚い短辺１４の側に近接して電極４２を配置し、肉厚の薄い短辺１３側は電極４２から遠ざけ、電源４３から該平角導電性線材１５と電極４２に通電する。電極４２に接近する短辺１４側の電流密度は反対側の短辺１３側よりも密になるので絶縁被覆成分の成膜が進み、電極４２に接近する短辺１４側の絶縁被覆が反対側の短辺１３側の絶縁被覆よりも厚く形成される。電極の配置以外は通常の絶縁電線を製造する電着条件に従って電着を行えばよい。

本発明の平角絶縁電線の上記製造方法において、上記外周側部分の導電性線材および絶縁被覆を含む肉厚Ｌ１と、上記内周側部分の導電性線材および絶縁被覆を含む肉厚Ｌ２の比率Ｌ１/Ｌ２が１.２〜１.７倍になるように、また平角導電性線材の楔形断面の長辺と短辺の比率に応じ、上記外周側部分の絶縁被覆の厚さが上記内周側部分の絶縁被覆の厚さの１.５倍以上になるように絶縁被膜を形成するとよい。

また、絶縁被覆成分を含む塗料に楔形断面を有する平角導電性線材１５を浸漬して絶縁被覆を形成する浸漬法の場合には、短辺１３側を上にし、短辺１４側を下にして浸漬乾燥させることによって、本発明の平角絶縁被覆電線１０を製造することができる。

１０−平角絶縁電線、１０Ａ−外周側部分、１０Ｂ−内周側部分、１１，１２−長辺、１３，１４−短辺、１５−導電性線材、１６−絶縁被覆、Ｓ１，Ｓ２−短辺の長さ、Ｔ１，Ｔ２−導電性線材１５の肉厚、Ｌ１，Ｌ２−導電性線材１５と絶縁被覆１６を含む肉厚、２０−エッジワイズコイル、２０Ａ−外周側部分、２０Ｂ−内周側部分、３０-加圧ローラ、３１−ロール面、４０−電着槽、４１−電着液、４２−電極、４３−電源、６０−平角絶縁電線、６１−長辺、６２−短辺、６３−導電性線材、６４−絶縁被覆、７０−平角絶縁電線、７１，７２−長辺、７３，７４−短辺、７５−絶縁被覆。

また、本発明の平角絶縁電線は、２つの長辺と少なくとも１つの短辺で囲まれた楔形の断面を有する帯状の細長い導電性線材の表面に絶縁被覆が設けられている平角絶縁電線であっても良い。この場合も、楔形の断面の一方である２つの長辺の交点側の肉厚が他方である短辺側の肉厚よりも薄く形成されている。この肉厚の薄い側を回転支点にしてエッジワイズ巻きされる。肉厚の薄い側の部分を内周側部分と云い、肉厚の厚い側の部分を外周側部分と云う。

Claims (6)

1. エッジワイズコイル用の平角絶縁電線において、巻回外周側部分の導電性線材の肉厚が巻回内周側部分の導電性線材の肉厚よりも厚く、かつ巻回外周側部分の絶縁被覆の厚さが巻回内周側部分の絶縁被覆の厚さよりも厚く形成されていることを特徴とする平角絶縁電線。
2. 上記外周側部分の絶縁被覆の厚さが上記内周側部分の絶縁被覆の厚さの１.５倍以上である請求項１に記載するエッジワイズコイル用平角電線。
3. 上記外周側部分の導電性線材および絶縁被覆を含む肉厚が、上記内周側部分の導電性線材および絶縁被覆を含む肉厚に対して、１.２〜１.７倍である請求項１または請求項２に記載するエッジワイズコイル用平角電線。
4. 巻回外周側部分の導電性線材の肉厚が巻回内周側部分の導電性線材の肉厚よりも厚く形成した帯状の平角導電性線材を、絶縁被覆成分を含む電着液を入れた電着槽に送り込み、該平角導電性線材の肉厚の厚い上記外周側部分の側方に電極を配置し、肉厚の薄い上記内周側部分は該電極から離し、該平角導電性線材に通電して該平角導電性線材表面に絶縁被覆成分を電着させ、電着した該絶縁被覆成分を焼き付け処理して、外周側部分の絶縁被覆が内周側部分の絶縁被覆よりも厚く形成された平角絶縁電線を製造することを特徴とする平角絶縁電線の製造方法。
5. 上記外周側部分の絶縁被覆の厚さを上記内周側部分の絶縁被覆の厚さの１.５倍以上に形成する請求項４に記載する平角絶縁電線の製造方法。
6. 上記外周側部分の絶縁被覆を含む肉厚を、上記内周側部分の絶縁被覆を含む肉厚に対して、１.２〜１.７倍に形成する請求項４または請求項５に記載する平角絶縁電線の製造方法。
   
   
   

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