JP6303914B2

JP6303914B2 - 導線の樹脂被膜装置

Info

Publication number: JP6303914B2
Application number: JP2014166005A
Authority: JP
Inventors: 泰之平尾
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-08-18
Filing date: 2014-08-18
Publication date: 2018-04-04
Anticipated expiration: 2034-08-18
Also published as: JP2016042429A

Description

本発明は、導線の樹脂被膜装置に関する。

導線の周囲に樹脂を被膜することが行われている。例えば、特許文献１に記載された技術では、導線を水平方向に搬送しつつ、溶融させた樹脂を導線の周囲に連続的に被膜している。

特開２０００−２５５００２号公報

しかし、特許文献１に開示された技術では、導線が水平方向に搬送されるため、溶融した樹脂が重力によって垂れてしまい、導線の重力方向下側に樹脂が偏在して、導線の重力方向上側と下側で被膜樹脂の厚みがばらつくおそれがあった。そのため、所望の耐熱性や電気的特性を得られないおそれがあった。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
本発明の第１の形態によれば、導線の樹脂被膜装置が提供される。この導線の樹脂被膜装置は；水平方向に搬送される導線が連通する四角柱形状の連通孔を有する第１部材と；前記第１部材を前記導線の搬送方向下流側から見たときに、前記第１部材の外周を囲う孔を有する第２部材と；前記第１部材と前記第２部材との間に形成されて、前記第１部材よりも搬送方向下流側の前記導線に樹脂を供給する樹脂供給流路と；を備える。前記樹脂供給流路の下流側端面において、重力方向における前記連通孔の中心は、重力方向における前記第１部材の中心よりも重力方向上側に位置し、重力方向における前記連通孔の中心を通る水平線よりも重力方向上側の前記樹脂供給流路の開口面積が重力方向における前記連通孔の中心を通る水平線よりも重力方向下側の前記樹脂供給流路の開口面積よりも大きい。
尚、本発明は以下の形態としても実現できる。

（１）本発明の一形態によれば、導線の樹脂被膜装置が提供される。この導線の樹脂被膜装置は、水平方向に搬送される導線が連通する連通孔を有する第１部材と、前記第１部材を前記導線の搬送方向下流側から見たときに、前記第１部材の外周を囲う孔を有する第２部材と、前記第１部材と前記第２部材との間に形成されて、前記第１部材よりも搬送方向下流側の前記導線に樹脂を供給する樹脂供給流路と、を備え、前記樹脂供給流路の下流側端面において、前記連通孔の重力方向中心を通る水平線よりも重力方向上側の前記樹脂供給流路の開口面積が前記連通孔の重力方向中心を通る水平線よりも重力方向下側の前記樹脂供給流路の開口面積よりも大きい。このような形態の導線の樹脂被膜装置であれば、重力方向上側から導線に供給する樹脂量を重力方向下側から導線に供給する樹脂量をより多くできる。そのため、溶融した樹脂を被膜した導線が水平方向に搬送されるときに、溶融した樹脂が重力によって垂れてしまい、導線の重力方向下側に樹脂が偏在して、導線の重力方向上側と下側で被膜樹脂の厚みがばらつくことを抑制することができる。

本発明は、上述した導線の樹脂被膜装置としての形態に限らず、種々の形態で実現することが可能である。例えば、樹脂被膜導線の製造方法や製造装置、樹脂被膜導線等の形態で実現することができる。

第１実施形態の樹脂被膜導線の製造装置を模式的に示す図である。押出し機の構成を示す断面図である。樹脂供給流路の下流側端面における押出し機の断面図である。第１実施形態において樹脂を導線に被膜した直後の導線の断面を示す図である。第１実施形態において樹脂が硬化した後の導線の断面を示す図である。比較例において樹脂が硬化した後の導線の断面を示す図である。第２実施形態における樹脂供給流路の下流側端面における押出し機の断面図である。

Ａ．第１実施形態
図１は、第１実施形態の樹脂被膜導線の製造装置を模式的に示す図である。樹脂被膜導線の製造装置１は、導線１０が繰り出される繰り出しボビン２０と、導線１０に樹脂１１を被膜する押出し機３０と、導線１０を冷却する冷却機４０と、導線１０を巻き取る巻き取りボビン５０と、を備えている。押出し機３０は、導線の樹脂被膜装置に該当する。

導線１０は、例えば、複数の線状の導体を束ねた後に断面形状が四角形となるように成形した集合導線である。導線１０の厚みは２ｍｍ程度であり、幅は５ｍｍ程度である。線状の導体は、導電性の金属であればよく、例えば、銅線である。なお、導線１０は単一の導体であってもよい。また、導線１０の断面形状は多角形でも円でもよい。導線１０に被膜する樹脂１１は、絶縁性を有する樹脂であればよく、例えば、ＰＦＡ（四フッ化エチレンとパーフルオロアルコキシエチレンとの共重合体）や、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等を用いることができる。被膜する樹脂１１の厚みは３０〜１００μｍ程度である。

繰り出しボビン２０は、導線１０が巻回される円筒部を有している。この円筒部が回転することにより導線１０が繰り出される。繰り出しボビン２０は、円筒部から導線１０を繰り出すために、円筒部を回転させる駆動装置を有していてもよい。導線１０は繰り出しボビン２０から繰り出された後に水平方向に搬送される。

押出し機３０は、水平方向に搬送されている導線１０の周囲にホッパー３３から供給された溶融した樹脂１１を連続的に導線１０に被覆する装置である。押出し機３０の詳細な構成については後述する。

冷却機４０は、温度調整が可能な冷却水槽から構成され、押出し機３０によって樹脂１１が被膜された導線１０を通過させることで、樹脂１１を冷却して硬化させる。

巻き取りボビン５０は、冷却された導線１０を円筒部に巻きつけることによって、導線１０を巻き取る。巻き取りボビン５０は、繰り出しボビン２０から繰り出され、かつ、樹脂１１が被膜された導線１０を巻き取るために、円筒部を回転させる駆動装置を有する。なお、導線１０の搬送路中には、導線１０を搬送するための引取機が別途設けられてもよい。

図２は、押出し機の構成を示す断面図である。押出し機３０は、連通孔３１０を有するニップル３１と、ニップル３１の周囲に配置されるダイス３２と、ニップル３１とダイス３２との間に形成された樹脂供給流路３４と、樹脂供給流路３４に樹脂を供給するホッパー３３と、を備える。ニップル３１は第１部材に相当し、ダイス３２は第２部材に相当する。

ニップル３１は、導線１０の搬送方向上流側が大径であり導線１０の搬送方向下流側に向かって径が縮小しており、導線１０の搬送方向下流側の端面から所定の範囲の径が一定である略円柱形状である。ニップル３１は、鉄等の金属によって形成されている。ニップル３１には、搬送される導線１０が通過する連通孔３１０が形成されている。連通孔３１０は、略四角柱形状の孔であり、導線１０の搬送方向上流側に位置する上流側連通孔３１１と、導線１０の搬送方向下流側に位置する下流側連通孔３１２と、を有する。上流側連通孔３１１の断面積は、下流側連通孔３１２の断面積よりも大きい。そのため、導線１０は、上流側連通孔３１１ではほとんど接触せず、主に下流側連通孔３１２に接触して位置決めされる。従って、導線１０が搬送される際に連通孔全体と接触する場合と比べて接触抵抗を抑制することができる。

ダイス３２は、孔を有し、ニップル３１の周囲を囲むように配置されている。ダイス３２の孔は、ニップル３１の外形と同様に、導線１０の上流側が大径であり下流側に向かって径が縮小しており、下流側の端面から所定の範囲の径が一定である略円柱形状である。ダイス３２の孔は、ニップル３１の外形よりも大きく形成されている。ニップル３１の外形と、ダイス３２の孔の壁面との間には、樹脂供給流路３４が形成されている。ダイス３２は、鉄等の金属で形成されている。

ホッパー３３は、溶融した樹脂１１を樹脂供給流路３４に供給する。ホッパー３３は、例えば、図示しないヒーターおよびスクリューを内部に有している。ヒーターは樹脂１１を溶融させる。スクリューは、溶融した樹脂１１を回転運動によって樹脂供給流路３４に供給する。樹脂供給流路３４（導線１０）への樹脂１１の供給量は、スクリューの回転速度を変化させることで調整することができる。

樹脂供給流路３４は、ホッパー３３から供給されて搬送方向下流側の導線１０に供給される溶融した樹脂１１が通過する流路である。

図３は、樹脂供給流路の下流側端面における押出し機の断面図である。図面上方が重力方向上側である。ニップル３１の外形およびダイス３２の内形の断面形状は円形である。ニップル３１には下流側連通孔３１２が形成されている。下流側連通孔３１２の外形は導線１０の外形とほぼ同じである。下流側連通孔３１２の中心Ｏは、搬送される導線１０の中心と一致している。中心Ｏは、ニップル３１の中心よりも重力方向上側に位置する。中心Ｏは、ダイス３２の内形の中心と一致している。そのため、中心Ｏに対して重力方向上側のニップル３１の外形とダイス３２の内形との間隔Ｃ１は、重力方向下側のニップル３１の外形とダイス３２の内形との間隔Ｃ２よりも広くなる。また、中心Ｏは、連通孔３１０の一部である下流側連通孔３１２の重力方向中心と一致している。つまり、樹脂供給流路３４の下流側端面における、連通孔３１０の重力方向中心を通る水平線よりも重力方向上側の樹脂供給流路３４の開口面積Ｓ１は、連通孔３１０の重力方向中心を通る水平線よりも重力方向下側の樹脂供給流路３４の開口面積Ｓ２よりも大きい。

図４は、第１実施形態において樹脂を導線に被膜した直後の導線の断面を示す図である。図５は、第１実施形態において樹脂が硬化した後の導線の断面を示す図である。第１実施形態では、下流側連通孔３１２の中心Ｏより重力方向上側の樹脂供給流路３４の開口面積Ｓ１が重力方向下側の樹脂供給流路３４の開口面積Ｓ２より大きい。そのため、樹脂１１を導線１０に被膜した直後では、図４に示すように、導線１０の重力方向上側に被膜された樹脂１１の量は重力方向下側に被膜された樹脂１１の量よりも多くなっている。しかし、導線１０がその後水平に搬送されると、搬送されている間に樹脂１１は重力方向下側に移動し、導線１０の中心に対する重力方向上側および重力方向下側の樹脂１１の量は、次第に均等になって、冷却機４０によって硬化される。そのため、本実施形態によれば、導線１０が水平方向に搬送されるときに、溶融した樹脂１１が重力によって垂れることにより、図６に示すように導線１０の重力方向下側に樹脂が偏在して、導線の重力方向上側と下側で被膜樹脂の厚みがばらつくことを抑制することができる。この結果、樹脂１１が被膜された導線１０において所望の耐熱性や電気的特性を得ることができる。

Ｂ．第２実施形態
図７は、第２実施形態における樹脂供給流路の下流側端面における押出し機の断面図である。なお、繰り出しボビン２０と、押出し機３０と、冷却機４０と、巻き取りボビン５０と、を備える樹脂被膜導線の製造装置１の全体構成は、第１実施形態と第２実施形態とで同様である。図７において、第１実施形態の説明に用いたものと同じ符号により示される各構成要素については、第１実施形態における各構成要素と実質的に同一なものを示すものとする。第２実施形態では、ニップル３１ａの形状が円ではなく円を変形させた形状となっている。具体的には、下流側連通孔３１２の中心Ｏから鉛直上方への方向と水平方向との間の方向の樹脂供給流路３４の面積が第１実施形態よりも大きくなるようにニップル３１の外形を小さくしている。そのため、導線１０の側面の重力方向上側に供給される樹脂１１の量を側面の重力方向下側に供給される樹脂１１の量よりも多くすることができる。従って、導線１０の側面に被膜される樹脂１１が重力方向下側に偏在して、導線の重力方向上側と下側で被膜樹脂の厚みがばらつくことを抑制できる。

本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

例えば、樹脂供給流路３４やニップル３１、ダイス３２の断面の形状は、第１実施形態や第２実施形態で示した形状に限らず、樹脂１１の粘度や導線１０が冷却機４０に入るまでの距離に応じて樹脂１１が適切な膜厚になるように実験的に定めればよい。

１…樹脂被膜導線の製造装置
１０…導線
１１…樹脂
２０…繰り出しボビン
３０…押出し機
３１、３１ａ…ニップル
３２…ダイス
３３…ホッパー
３４…樹脂供給流路
４０…冷却機
５０…巻き取りボビン
３１０…連通孔
３１１…上流側連通孔
３１２…下流側連通孔

Claims

導線の樹脂被膜装置であって、
水平方向に搬送される導線が連通する四角柱形状の連通孔を有する第１部材と、
前記第１部材を前記導線の搬送方向下流側から見たときに、前記第１部材の外周を囲う孔を有する第２部材と、
前記第１部材と前記第２部材との間に形成されて、前記第１部材よりも搬送方向下流側の前記導線に樹脂を供給する樹脂供給流路と、
を備え、
前記樹脂供給流路の下流側端面において、重力方向における前記連通孔の中心は、重力方向における前記第１部材の中心よりも重力方向上側に位置し、重力方向における前記連通孔の中心を通る水平線よりも重力方向上側の前記樹脂供給流路の開口面積が重力方向における前記連通孔の中心を通る水平線よりも重力方向下側の前記樹脂供給流路の開口面積よりも大きい、導線の樹脂被膜装置。