JP2024070960A - コイル線の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】製造コストを抑制可能なコイル線の製造方法を提供すること。【解決手段】本開示に係るコイル線の製造方法は、導線11と、導線11を被膜する絶縁被膜12と、を備えるコイル線1の製造方法である。本開示に係るコイル線の製造方法は、含フッ素アクリル樹脂を揮発性溶媒に対して溶解させたコーティング液を、導線11にスプレー塗布する工程と、コーティング液を塗布した導線11を静置し、揮発性溶媒を揮発させる工程と、を備える。【選択図】図3
Description
本開示は、コイル線の製造方法に関する。
含フッ素樹脂は、電気的な絶縁性に優れており、コイル線の絶縁被膜の素材として用いられる場合がある。
例えば、特許文献1には、熱硬化性樹脂及びフッ素樹脂からなる絶縁層を有する電線が記載されている。特許文献1に記載の電線は、熱硬化性樹脂溶液とフッ素樹脂オルガノゾルとを混合して得られた混合液を導線上に塗布し、焼き付けることによって形成される。
例えば、特許文献1には、熱硬化性樹脂及びフッ素樹脂からなる絶縁層を有する電線が記載されている。特許文献1に記載の電線は、熱硬化性樹脂溶液とフッ素樹脂オルガノゾルとを混合して得られた混合液を導線上に塗布し、焼き付けることによって形成される。
ところで、含フッ素樹脂は不純物として水を含みやすい。不純物として水を含んだ含フッ素樹脂を、撥水性を有する導線に対して塗布しようとすると、含フッ素樹脂が導線にはじかれ、適切に絶縁被膜を形成できない場合があった。
この場合、例えば、特許文献1に記載のように焼き付けを行えば絶縁被膜を形成できるものの、製造工程が増加するため、それに伴って製造コストが増加するという課題があった。即ち、従来技術に係るコイル線の製造方法においては、含フッ素樹脂を素材とする絶縁被膜を有するコイル線の製造コストを、抑制できないという課題があった。
本開示は、このような課題を解決するためになされたものであって、製造コストを抑制可能なコイル線の製造方法を提供することを目的としている。
本開示の一態様に係るコイル線の製造方法は、
導線と、前記導線を被膜する絶縁被膜と、を備えるコイル線の製造方法であって、
含フッ素アクリル樹脂を揮発性溶媒に対して溶解させたコーティング液を、前記導線にスプレー塗布する工程と、
前記コーティング液を塗布した前記導線を静置し、前記揮発性溶媒を揮発させる工程と、を備える、
コイル線の製造方法である。
導線と、前記導線を被膜する絶縁被膜と、を備えるコイル線の製造方法であって、
含フッ素アクリル樹脂を揮発性溶媒に対して溶解させたコーティング液を、前記導線にスプレー塗布する工程と、
前記コーティング液を塗布した前記導線を静置し、前記揮発性溶媒を揮発させる工程と、を備える、
コイル線の製造方法である。
このような構成によると、導線に対する密着性を有する樹脂素材を、常温常圧下で速やかに導線上に析出させることができるため、焼き増し等の工程を経ずとも、導線を絶縁被膜で適切に被膜できる。その結果として、本開示の一態様に係るコイル線の製造方法は、コイル線の製造コストを抑制できる。
本開示の一態様に係るコイル線の製造方法は、前記揮発性溶媒が、水、エタノール、及びアセトンよりなる群から選択される1種以上であってもよい。
このような構成によると、本開示の一態様に係るコイル線の製造方法は、製造工程の安全性を向上できる。
このような構成によると、本開示の一態様に係るコイル線の製造方法は、製造工程の安全性を向上できる。
本開示の一態様に係るコイル線の製造方法は、前記コーティング液が、前記コーティング液全量に対し、5質量%以上19質量%以下の含フッ素アクリル樹脂を含むようにしてもよい。
このような構成によると、開示の一態様に係るコイル線の製造方法は、絶縁被膜の製膜性を向上できる。
このような構成によると、開示の一態様に係るコイル線の製造方法は、絶縁被膜の製膜性を向上できる。
本開示により、製造コストを抑制可能なコイル線の製造方法を提供することができる。
(第1の実施形態)
<コイル線の構成>
以下、図面を参照しながら、本開示に係る第1の実施形態について詳細に説明する。まず始めに、本実施形態に係るコイル線の製造方法によって製造されるコイル線の構成について、詳細に説明する。
<コイル線の構成>
以下、図面を参照しながら、本開示に係る第1の実施形態について詳細に説明する。まず始めに、本実施形態に係るコイル線の製造方法によって製造されるコイル線の構成について、詳細に説明する。
図1及び図2は、第1の実施形態に係るコイル線の構成を示す断面図である。より詳細には、図1は、第1の実施形態に係るコイル線を、コイル線の中心軸と垂直に切断した場合の断面図であり、図2は、第1の実施形態に係るコイル線を、コイル線の中心軸と平行に切断した場合の断面図である。
なお、当然のことながら、図1及び図2に示した右手系xyz直行座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものであり、図面間で共通である。
なお、当然のことながら、図1及び図2に示した右手系xyz直行座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものであり、図面間で共通である。
コイル線1は、絶縁被膜された金属線である。コイル線1は、螺旋形状に巻き付けられた後に、電流を流されることによって、コイルとして動作する。コイル線1は、例えば、自動車に搭載されるステータコイルに用いられるコイル線であってもよい。
コイル線1は、導線11及び絶縁被膜12を備える。
コイル線1は、導線11及び絶縁被膜12を備える。
導線11は、コイルの動作時に電流が流れる金属線である。導線11は、例えば、銅やアルミニウム等を素材とする金属線である。導線11は、銅やアルミニウム等を素材とする金属線であるため、撥水性を有している。
導線11は、コイルの短絡を抑制するために、側面部が適切に絶縁されている必要がある。そのため、導線11は、側面部が絶縁被膜12によって被膜されている。
導線11は、コイルの短絡を抑制するために、側面部が適切に絶縁されている必要がある。そのため、導線11は、側面部が絶縁被膜12によって被膜されている。
なお、図1に示すように、本実施形態に係る導線11は、中心軸と垂直に切断した場合の断面が円形である。しかしながら、導線11の断面の形状は円形に限定されず、例えば矩形であってもよい。
絶縁被膜12は、導線11の側面部上に形成された被膜であり、含フッ素アクリル樹脂を素材とする被膜である。
絶縁被膜12は、コイルの短絡を抑制するために、導線11を電気的に絶縁している。
絶縁被膜12は、コイルの短絡を抑制するために、導線11を電気的に絶縁している。
<コイル線の製造方法>
次に、図面を参照しながら、本実施形態に係るコイル線の製造方法について詳細に説明する。図3は、第1の実施形態に係るコイル線の製造方法を示すフローチャートである。
次に、図面を参照しながら、本実施形態に係るコイル線の製造方法について詳細に説明する。図3は、第1の実施形態に係るコイル線の製造方法を示すフローチャートである。
本実施形態に係るコイル線の製造方法は、導線11の側面に絶縁被膜12を形成する。
まず始めに、本実施形態に係るコイル線の製造方法においては、含フッ素アクリル樹脂を揮発性溶媒に対して溶解させたコーティング液を、導線11にスプレー塗布する(ステップS1)。
その後、導線11を静置して揮発性溶媒を揮発させる(ステップS2)。揮発性溶媒が揮発すると、導線11上に含フッ素アクリル樹脂が析出し、絶縁被膜12が形成される。
まず始めに、本実施形態に係るコイル線の製造方法においては、含フッ素アクリル樹脂を揮発性溶媒に対して溶解させたコーティング液を、導線11にスプレー塗布する(ステップS1)。
その後、導線11を静置して揮発性溶媒を揮発させる(ステップS2)。揮発性溶媒が揮発すると、導線11上に含フッ素アクリル樹脂が析出し、絶縁被膜12が形成される。
ここで、コーティング液中に含まれる含フッ素アクリル樹脂は、化合物中のアクリル構造に由来して、金属部材に対する接着性、言い換えると、密着性を有している。また、コーティング液中に含まれる揮発性溶媒は、常圧常温下で容易に揮発する。
コーティング液中に含まれる含フッ素アクリル樹脂は、金属に対して密着性を有するため、導線11にはじかれない。また、コーティング液中に含まれる揮発性溶媒は、常圧常温下で容易に揮発するため、加温せずとも、導線11上から除くことができる。
これらの結果として、本実施形態に係るコイル線の製造方法は、焼き付け等の工程を行わずとも、導線11上に絶縁被膜12を適切に製膜できる。
これらの結果として、本実施形態に係るコイル線の製造方法は、焼き付け等の工程を行わずとも、導線11上に絶縁被膜12を適切に製膜できる。
<コーティング液の構成>
以下、ステップS1において用いたコーティング液について、更に詳細に説明する。
前述したように、本実施形態に係るコーティング液は、含フッ素アクリル樹脂を揮発性溶媒に対して溶解させたコーティング液である。つまり、本実施形態に係るコーティング液は、含フッ素アクリル樹脂と、揮発性溶媒とを成分として含む。
以下、ステップS1において用いたコーティング液について、更に詳細に説明する。
前述したように、本実施形態に係るコーティング液は、含フッ素アクリル樹脂を揮発性溶媒に対して溶解させたコーティング液である。つまり、本実施形態に係るコーティング液は、含フッ素アクリル樹脂と、揮発性溶媒とを成分として含む。
本実施形態に係るコーティング液が含む含フッ素アクリル樹脂は、揮発性溶媒の揮発に伴って、導線11上に析出し、絶縁被膜12を形成する。つまり、本実施形態に係るコーティング液が含む含フッ素アクリル樹脂は、絶縁被膜12の主成分となる。
含フッ素アクリル樹脂は、例えば、下記式(1)及び式(2)で表される化合物であることが好ましく、また、下記式(1)及び式(2)で表される複数の化合物の混合物であってもよい。なお、以下、下記式(1)及び式(2)で表される化合物は、それぞれ、化合物1及び化合物2と記載する。
ただし、
R11、R12、R21、及びR22は、水素原子、フッ素原子、アルキル基、又はフルオロアルキル基であり、
R13は、水素原子、フッ素原子、メチル基、又はフルオロメチル基であり、
R14及びR24は、水素原子、末端に官能基を有していてもよいアルキル基、又は、末端に官能基を有していてもよいフルオロアルキル基であり、
nは1以上の整数であり、
R21、R22、R23、及びR24が複数ある場合、複数あるR21、R22、R23、及びR24は互いに同一であってもよく、異なっていてもよく、
化合物1及び化合物2は、少なくとも1つ以上のフッ素原子を含む。
R11、R12、R21、及びR22は、水素原子、フッ素原子、アルキル基、又はフルオロアルキル基であり、
R13は、水素原子、フッ素原子、メチル基、又はフルオロメチル基であり、
R14及びR24は、水素原子、末端に官能基を有していてもよいアルキル基、又は、末端に官能基を有していてもよいフルオロアルキル基であり、
nは1以上の整数であり、
R21、R22、R23、及びR24が複数ある場合、複数あるR21、R22、R23、及びR24は互いに同一であってもよく、異なっていてもよく、
化合物1及び化合物2は、少なくとも1つ以上のフッ素原子を含む。
化合物1は、水素原子の一部または全てがフッ素原子に置換されたアクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸、又はメタクリル酸エステルである。また、化合物2は、水素原子の一部または全てがフッ素原子に置換されたポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸、又はポリメタクリル酸エステルである。
なお、化合物2の末端構造は、特に限定されず、例えば、水素原子であってもよいし、フッ素原子であってもよいし、アルキル基であってもよいし、フルオロアルキル基であってもよい。
なお、化合物2の末端構造は、特に限定されず、例えば、水素原子であってもよいし、フッ素原子であってもよいし、アルキル基であってもよいし、フルオロアルキル基であってもよい。
上述したように、化合物1及び化合物2はフッ素原子を含む。このような構成によると、化合物1及び化合物2を主成分として含む絶縁被膜12の絶縁性が向上する。
また、化合物1及び化合物2は、カルボキシル基又はカルボン酸エステル結合を部分構造として含む。これらの部分構造は、導線11表面の金属原子と相互作用するため、化合物1及び化合物2を主成分として含む絶縁被膜12は、導線11に対する密着性を有する。
また、化合物1及び化合物2は、カルボキシル基又はカルボン酸エステル結合を部分構造として含む。これらの部分構造は、導線11表面の金属原子と相互作用するため、化合物1及び化合物2を主成分として含む絶縁被膜12は、導線11に対する密着性を有する。
R11及びR12は、水素原子、フッ素原子、アルキル基、又はフルオロアルキル基である。R11及びR12は、化合物1の疎水性向上の観点から、少なくとも一方が、アルキル基又はフルオロアルキル基であることが好ましい。
化合物1の疎水性が向上すると、含フッ素アクリル樹脂中に不純物として含まれる水が減少する。ここで、導線11の素材として用いられる銅やアルミニウム等の金属は撥水性である。そのため、含フッ素アクリル樹脂中に不純物として含まれる水が減少すると、導線11と絶縁被膜12との密着性がより向上する。
化合物1の疎水性が向上すると、含フッ素アクリル樹脂中に不純物として含まれる水が減少する。ここで、導線11の素材として用いられる銅やアルミニウム等の金属は撥水性である。そのため、含フッ素アクリル樹脂中に不純物として含まれる水が減少すると、導線11と絶縁被膜12との密着性がより向上する。
R21及びR22は、水素原子、フッ素原子、アルキル基、又はフルオロアルキル基である。R21及びR22は、合成容易性及び重合度増加の観点から、水素原子又はフッ素原子であることが好ましい。化合物2の重合度が増加すると、即ち、上記式(2)中のnが増加すると、含フッ素アクリル樹脂の疎水性が向上し、その結果として、導線11と絶縁被膜12との密着性がより向上する。
R14及びR24は、水素原子、末端に官能基を有していてもよいアルキル基、又は末端に官能基を有していてもよいフルオロアルキル基である。R14及びR24は、疎水性向上の観点から、アルキル基又はフルオロアルキル基であることが好ましい。
R14及びR24が、末端に官能基を有するアルキル基又はフルオロアルキル基である場合、末端に有する官能基の例としては、アルコキシ基、フルオロアルコキシ基、及びトシル基等が挙げられる。
R14及びR24が、末端に官能基を有するアルキル基又はフルオロアルキル基である場合、末端に有する官能基の例としては、アルコキシ基、フルオロアルコキシ基、及びトシル基等が挙げられる。
本実施形態に係るコーティング液に含まれる化合物1、化合物2、又はこれらの混合物の割合は、コーティング液全量に対し、5質量%以上であることが好ましい。言い換えると、本実施形態に係るコーティング液は、コーティング液全量に対し、5質量%以上の含フッ素アクリル樹脂を含むことが好ましい。
このような構成によると、本実施形態に係るコイル線の製造方法は、被膜できていない部分の発生を抑制しつつ、導線11上に絶縁被膜12を形成できる。
このような構成によると、本実施形態に係るコイル線の製造方法は、被膜できていない部分の発生を抑制しつつ、導線11上に絶縁被膜12を形成できる。
また、本実施形態に係るコーティング液に含まれる化合物1、化合物2、又はこれらの混合物の割合は、コーティング液全量に対し、19質量%以下であることが好ましく、15質量%以下であることが特に好ましい。
言い換えると、本実施形態に係るコーティング液は、コーティング液全量に対し、19質量%以下の含フッ素アクリル樹脂を含むことが好ましい。
このような構成によると、本実施形態に係るコイル線の製造方法は、膜厚が均一な絶縁被膜12を導線11上に形成できる。
言い換えると、本実施形態に係るコーティング液は、コーティング液全量に対し、19質量%以下の含フッ素アクリル樹脂を含むことが好ましい。
このような構成によると、本実施形態に係るコイル線の製造方法は、膜厚が均一な絶縁被膜12を導線11上に形成できる。
つまり、本実施形態に係るコーティング液は、製膜性の観点から、コーティング液全量に対し、5質量%以上19質量%以下の含フッ素アクリル樹脂を含むことが好ましい。
本実施形態に係るコーティング液に含まれる揮発性溶媒は、常温常圧下で容易に揮発する溶媒を指す。例えば、揮発性溶媒は、世界保健機関の定義に則って定められた揮発性有機化合物からなる群に、水を加えたものを指してもよい。
また、揮発性溶媒は、複数の揮発性溶媒を混合した混合溶媒を含んでもよい。
また、揮発性溶媒は、複数の揮発性溶媒を混合した混合溶媒を含んでもよい。
特に、本実施形態に係る揮発性溶媒は、安全性の観点から、水、エタノール、及びアセトンよりなる群から選択される1種以上であることが好ましい。
つまり、本実施形態に係る揮発性溶媒は、水、エタノール、アセトン、又はこれらの溶媒の2種以上を混合した混合溶液であることが好ましい。
つまり、本実施形態に係る揮発性溶媒は、水、エタノール、アセトン、又はこれらの溶媒の2種以上を混合した混合溶液であることが好ましい。
このような構成によると、加熱工程等を経ることなく、塗布されたコーティング液から溶媒が揮発し、含フッ素アクリル樹脂が、絶縁被膜12として速やかに析出する。
本実施形態に係るコーティング液は、1種以上の添加物を含んでいてもよい。
ただし、ここでいう添加剤とは、絶縁被膜12の劣化を抑制することや、絶縁被膜12に対して更なる機能を付与することを目的として、コーティング液に対して添加される化合物を指す。例えば、本実施形態に係るコーティング液は、重合禁止剤や、着色剤等を添加剤として含んでもよい。
ただし、ここでいう添加剤とは、絶縁被膜12の劣化を抑制することや、絶縁被膜12に対して更なる機能を付与することを目的として、コーティング液に対して添加される化合物を指す。例えば、本実施形態に係るコーティング液は、重合禁止剤や、着色剤等を添加剤として含んでもよい。
なお、本実施形態に係るコーティング液は、市販の含フッ素アクリル樹脂を含むコーティング剤を、適切な濃度となるように、揮発性溶媒で希釈したものであってもよい。
また、本実施形態に係るコーティング液は、含フッ素アクリル樹脂及び揮発性溶媒の合成における副生成物を含んでいてもよい。
また、本実施形態に係るコーティング液は、含フッ素アクリル樹脂及び揮発性溶媒の合成における副生成物を含んでいてもよい。
以上、説明したように、本開示に係るコイル線の製造方法は、常温常圧下で容易に揮発する揮発性溶媒と、導線11への密着性の高い含フッ素アクリル樹脂とを成分として含むコーティング液を、スプレー塗布によって導線11側面に塗布する。
このような構成によると、本開示に係るコイル線の製造方法は、焼き付け等の工程を行わずとも絶縁被膜12を形成できる。その結果として、本実施形態に係るコイル線の製造方法は、コイル線の製造コストを抑制できる。
このような構成によると、本開示に係るコイル線の製造方法は、焼き付け等の工程を行わずとも絶縁被膜12を形成できる。その結果として、本実施形態に係るコイル線の製造方法は、コイル線の製造コストを抑制できる。
以下、実施例及び比較例に基づいて本開示をより具体的に説明するが、本開示はこれらの実施例に限定されるものではない。
[実施例1]
フッ素を含む一般市販剤を、コーティング液全量に対する濃度が8質量%となるように、水に対して溶解させ、コーティング液を作成した。
作成したコーティング液を、幅長さ100mm、縦長さ100mm、厚さ2mmの銅板にスプレー塗布し、15秒間静置して、試験片を作成した。
フッ素を含む一般市販剤を、コーティング液全量に対する濃度が8質量%となるように、水に対して溶解させ、コーティング液を作成した。
作成したコーティング液を、幅長さ100mm、縦長さ100mm、厚さ2mmの銅板にスプレー塗布し、15秒間静置して、試験片を作成した。
[比較例1]
フッ素を含む一般市販剤を、コーティング液全量に対する濃度が8質量%となるように、水に対して溶解させ、コーティング液を作成した。
作成したコーティング液に、幅長さ100mm、縦長さ100mm、厚さ2mmの銅板をXX秒間浸した後、10秒間静置して、試験片を作成した。
フッ素を含む一般市販剤を、コーティング液全量に対する濃度が8質量%となるように、水に対して溶解させ、コーティング液を作成した。
作成したコーティング液に、幅長さ100mm、縦長さ100mm、厚さ2mmの銅板をXX秒間浸した後、10秒間静置して、試験片を作成した。
[比較例2]
フッ素を含む一般市販剤を、コーティング液全量に対する濃度が4質量%となるように、水に対して溶解させた点以外は、比較例1と同様にして、試験片を作成した。
フッ素を含む一般市販剤を、コーティング液全量に対する濃度が4質量%となるように、水に対して溶解させた点以外は、比較例1と同様にして、試験片を作成した。
[比較例3]
フッ素を含む一般市販剤を、コーティング液全量に対する濃度が20質量%となるように、水に対して溶解させた点以外は、比較例1と同様にして、試験片を作成した。
フッ素を含む一般市販剤を、コーティング液全量に対する濃度が20質量%となるように、水に対して溶解させた点以外は、比較例1と同様にして、試験片を作成した。
<製膜評価>
上記実施例および比較例で得られた試験片をそれぞれ肉眼で観察し、製膜できていない部分があるか否かと、絶縁被膜上に凹凸があるか否かとを確認した。結果を表1に示す。
上記実施例および比較例で得られた試験片をそれぞれ肉眼で観察し、製膜できていない部分があるか否かと、絶縁被膜上に凹凸があるか否かとを確認した。結果を表1に示す。
上記製膜評価の結果、表1に示されるように、実施例1及び比較例1のコーティング液を用いることにより、比較例2及び3のコーティング液を用いた場合に対して、より良好な状態の絶縁被膜を製膜できることが分かった。
また、実施例1のようにコーティング液をスプレー塗布することによって、比較例1の場合と同様に絶縁被膜を製膜できることが分かった。
また、実施例1のようにコーティング液をスプレー塗布することによって、比較例1の場合と同様に絶縁被膜を製膜できることが分かった。
以上、本発明を上記実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態の構成にのみ限定されるものではなく、本願特許請求の範囲の請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得る各種変形、修正、組み合わせを含むことは勿論である。
1 コイル線
11 導線
12 絶縁被膜
11 導線
12 絶縁被膜
Claims (3)
- 導線と、前記導線を被膜する絶縁被膜と、を備えるコイル線の製造方法であって、
含フッ素アクリル樹脂を揮発性溶媒に対して溶解させたコーティング液を、前記導線にスプレー塗布する工程と、
前記コーティング液を塗布した前記導線を静置し、前記揮発性溶媒を揮発させる工程と、を備える、
コイル線の製造方法。 - 前記揮発性溶媒が、水、エタノール、及びアセトンよりなる群から選択される1種以上である、
請求項1に記載のコイル線の製造方法。 - 前記コーティング液が、前記コーティング液全量に対し、5質量%以上19質量%以下の含フッ素アクリル樹脂を含む、
請求項1又は2に記載のコイル線の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022181614A JP2024070960A (ja) | 2022-11-14 | 2022-11-14 | コイル線の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2022181614A JP2024070960A (ja) | 2022-11-14 | 2022-11-14 | コイル線の製造方法 |
Publications (1)
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JP2024070960A true JP2024070960A (ja) | 2024-05-24 |
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Family Applications (1)
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JP2022181614A Pending JP2024070960A (ja) | 2022-11-14 | 2022-11-14 | コイル線の製造方法 |
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Country | Link |
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-
2022
- 2022-11-14 JP JP2022181614A patent/JP2024070960A/ja active Pending
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