JP6442383B2

JP6442383B2 - 丸打ち結束紐及びその製造方法

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Publication number: JP6442383B2
Application number: JP2015176694A
Authority: JP
Inventors: 直紀井上
Original assignee: KB Seiren Ltd
Current assignee: KB Seiren Ltd
Priority date: 2015-09-08
Filing date: 2015-09-08
Publication date: 2018-12-19
Anticipated expiration: 2035-09-08
Also published as: JP2017053053A

Description

本発明は、電気自動車モータ用途に好適な丸打ち結束紐及びその製造方法に関する。

電気自動車のモータは高出力に伴う高発熱量に対応する為、オートマチックトランスフルード（ＡＴＦ）中で冷却される。その際、ＡＴＦは高温になる場合があり、前記モータには、耐薬品性と共に高温耐熱性が要求される。その為、電気自動車モータ用結束紐としては上記性能に優れたポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）繊維が主に用いられている。
例えば、特許文献１には、融点または分解温度が２８０℃以上の合成繊維のマルチフィラメント糸で丸組織の８打ち以上の組紐とすることにより、結束時の締め付け性や高温耐油性の高い電気自動車モータ用結束紐が提供できることが記載されている。
更に、特許文献２には、融点または分解温度が２８０℃以上の合成繊維のステープルファイバーからなる紡績糸で２４打ち以上のスリーブ状に製紐されている結束紐とすることにより特許文献１記載の結束紐よりも前記モータ部品の結束時の締め付け性に優れる結束紐が提供できることが記載されている。

特開２００４−１７６２４２号公報特開２００９−１７４１０４号公報

しかしながら、特許文献１または特許文献２に記載されているような結束紐では未だ締め付け性が十分でなく、依然としてモータ部品の締め付け性が弱いという問題がある。また、特許文献２に記載されているような紡績糸からなる結束紐ではマルチフィラメントからなる結束紐と比べ、破断強度等の機械的性質に劣るという問題がある。

本発明は、従来の電気自動車モータ用結束紐と同等の生産性と機械的性質を保ちながら、締め付け性に優れる丸打ち結束紐及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の目的は、融点または分解温度が２７０℃以上である合成繊維のマルチフィラメントを組み糸として用いた組紐からなる丸打ち結束紐であって、該組紐の製紐打ち数が５以上、４９以下の奇数であることを特徴とする丸打ち結束紐によって達成される。

また、本発明の丸打ち結束紐は、少なくとも１本の組み糸の総繊度が、他の組み糸の総繊度と異なることが好ましい。

また、本発明の丸打ち結束紐は、１本の組み糸の総繊度が、他の組み糸の総繊度の２倍であることが好ましい。

更に、本発明の目的は、使用する丸打ち製紐機の打ち数より１少ない数の糸ボビンを仕掛けて製紐することにより、製紐打ち数を奇数とする組紐を製紐することを特徴とする丸打ち結束紐の製造方法によって達成される。

また、本発明の丸打ち結束紐の製造方法は、１の糸ボビンに巻かれている組み糸の総繊度を、他の糸ボビンに巻かれている組み糸の総繊度の２倍にすることが好ましい。

本発明の丸打ち結束紐は、従来の電気自動車モータ用結束紐と同等の生産性と機械的性質を保ちながら、電気自動車モータの部品等を十分に締め付けることができる。

実施例における締め付け性の評価方法を示すための説明図である。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明の丸打ち結束紐は、融点または分解温度が２７０℃以上である合成繊維のマルチフィラメントを組み糸として用いた組紐からなる結束紐である。

本発明の丸打ち結束紐は、製紐打ち数が奇数であることが重要である。ここで製紐打ち数とは、製紐機に仕掛けられた糸ボビンの数のことをいう。従来の電気自動車モータに用いられている結束紐は、製紐打ち数が８本、１２本、１６本、２４本、３２本、４８本等、偶数で且つ１間飛びのものが用いられているが、これらは丸打ち製紐機の製造上時計回りの糸ボビンと反時計回りの糸ボビンが重なり合う事で丸打ちを組み上げることに起因している。その為、例えば、丸組織の８本打ち製紐機に糸ボビンを夫々仕掛けた場合、製紐打ち数が８本で１間飛びの組紐状の結束紐が作製される。

それに対し、本発明の丸打ち結束紐では製紐打ち数が７本、９本、１１本、１３本、１５本、１７本等、奇数である。このような本発明の丸打ち結束紐は、既存の丸打ち製紐機を用いて作製可能である。例えば、製紐打ち数が７本の結束紐の場合、丸組織の８本打ち製紐機に７つの糸ボビンを仕掛けることで、製紐打ち数が７本の組紐状の結束紐を作製することができる。
同様にして、製紐打ち数が７本以外の奇数である組紐状の丸打ち結束紐も作製できる。

このようにして作製された本発明の丸打ち結束紐は、結束紐の表面に凹凸が大きく形成している。このような凹凸により引っ掛かりができるため、モータ部品等を結束した際に結束紐同士或いはモータ部品等と結束紐の締め付けが容易になり、優れた締め付け性を有するものとなる。一方、従来の製紐打ち数が偶数の組紐状の結束紐の場合、本発明のような凹凸を有していない為、引っ掛かりができず、モータ部品等を結束した際、締め付け性が弱いものとなり、結束紐が緩んだり解けたりする可能性が高い。

また、上記のようにして作製するにあたり、１つの糸ボビンに巻かれた組み糸の総繊度を、他の糸ボビンに巻かれた組み糸の総繊度の２倍の繊度とし、製紐機に仕掛けない１つの糸ボビン分を、予め別の１つの糸ボビンへ振り分けておくことにより、組紐としたときに、通常の８本打ちの組紐と同じ繊度となるようにすることが好適である。
このように、製紐打ち数に１を足した偶数打ち数の組紐と同じ繊度とすることにより、結束紐としてより機械的性質に優れたものが得られる。

本発明の丸打ち結束紐は、電気自動車のモータを構成するコイルやワイヤー、スリーブ等の部品を結束するために好適に用いられる。
本発明の丸打ち結束紐を用いた場合、電気自動車のモータ結束作業が手作業であっても結束紐が緩んだり解けたりする可能性が低い。例えば、モータ部品においてステータ外にあるコイルエンドは、ばらけ防止、小型化、絶縁距離確保等の目的の為に結束紐を用いて結束されることがある。その際の結束作業は機械を用いて行われる場合もあるが、小型のモータ部品の場合、機械を入れる間隙が十分に確保できない等、機械による作業が困難な場合は手作業で行われる。コイルエンドの結束作業を手作業で行う場合、機械で行うような締め付けができないので、締め付けが弱いものとなり、締め付けた結束紐が緩んだり解けたりする可能性がある。本発明の丸打ち結束紐を用いた場合、前述の通り十分な締め付け性を得ることができるため、従来の結束紐と比べ、手作業であっても結束紐が緩んだり解けたりすることがない。

本発明の丸打ち結束紐の製紐打ち数は５以上、４９以下の奇数であることが必要である。製紐打ち数が３以下であると結束紐は、機械的性質に劣るものとなる。また、製紐打ち数が５１以上であると、作製した結束紐の横断面形状が円状に近づき、結束紐の表面に現れる凹凸が小さいものとなり、十分な締め付け性を得ることができないものとなる。また、作製した結束紐は太くなる為、結束作業がやり難くなる。それに対し、上記範囲内であると、結束紐の表面に現れる凹凸が大きく、機械的性質にも優れた結束紐を得ることができ、結束作業も行い易いものとなる。

本発明においてマルチフィラメントとして用いる合成繊維は、高温耐油性能を有するものとするため、その融点または分解温度が２７０℃以上であることが必要である。

このような合成繊維としては、例えば、ポリフェニレンサルファイド繊維、アラミド繊維、ポリイミド繊維、ポリエーテルサルフォン繊維、ポリエーテルケトン繊維、ポリエーテルエーテルケトン繊維、４フッ化エチレン繊維等が挙げられ、これらを単独で、または組合せて使用する。これらの中でも、耐熱性、耐薬品性、寸法安定性にも優れるポリフェニレンサルファイド繊維が好ましい。

本発明で用いるポリフェニレンサルファイド繊維は、主たる繰り返し単位としてフェニレンサルファイド単位を有する高分子（ポリマー）からなる。
フェニレンサルファイド単位としては、ｐ−フェニレンサルファイド単位やｍ−フェニレンサルファイド単位などが挙げられる。ポリフェニレンサルファイドは、ｐ−フェニレンサルファイド単位やｍ−フェニレンサルファイド単位等からなるホモポリマーであってもよいし、これらを有する共重合体であってもよいが、耐熱性、加工性、経済的観点から言ってもｐ−フェニレンサルファイドの繰り返し単位が最も好ましい。

ポリフェニレンサルファイドのポリマータイプには、架橋タイプ、半架橋タイプ、線状（リニアー型）があるが、紡糸、延伸性においてリニアー型が最も優れているためリニアー型を用いるのが好ましい。

また、本発明の目的を阻害しない範囲で、ポリフェニレンサルファイドには、着色剤等の各種添加剤を少量含有させても良い。

ポリフェニレンサルファイド繊維は、繰り返し単位としてｐ−フェニレンサルファイド単位やｍ−フェニレンサルファイド単位等のフェニレンサルファイド単位を有するペレット状のポリフェニレンサルファイドを溶融紡糸して製造される。
製造方法としては、例えば、未延伸糸を溶融紡糸し、一旦巻き取った後、延撚機で延伸処理を実施する方法が挙げられる。延伸倍率は２．３〜４．０倍が好ましい。
また、未延伸糸を一旦巻き取ることなく延伸する直接紡糸延伸法を採用してもよい。

また、ポリフェニレンサルファイド繊維の強度は３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、伸度は３０％以上が好ましい。

また、ポリフェニレンサルファイド繊維の断面形状は、丸断面、扁平形状などの異形断面であってもよい。

上記のような合成繊維のマルチフィラメントからなる組み糸の総繊度は２０ｄｔｅｘ以上、５００ｄｔｅｘ以下であることが好ましい。総繊度が上記範囲内であると、機械的性質に優れた結束紐が得られる。中でも、総繊度は１１０ｄｔｅｘ以上、４５０ｄｔｅｘ以下であることがより好ましい。
組み糸として糸ボビンに巻くにあたっては、１本のマルチフィラメントを巻き取るようにしてもよいし、複数本のマルチフィラメントを引き揃えて巻き取るようにしてもよい。

また、上記マルチフィラメントの単糸繊度は０．２ｄｔｅｘ以上、２０ｄｔｅｘ以下の範囲が好ましい。単糸繊度が上記範囲内であると、機械的性質に優れた結束紐が得られる。中でも、単糸繊度は１．０ｄｔｅｘ以上、８．０ｄｔｅｘ以下であることがより好ましい。

本発明の丸打ち結束紐の繊度は、１５００ｄｔｅｘ以上、９０００ｄｔｅｘ以下の範囲であることが好ましい。この範囲内であると、機械的性質に優れた結束紐が得られる。

本発明の丸打ち結束紐の破断強力は、６０Ｎ以上であることが好ましく、より好ましくは１３０Ｎ以上である。

また、本発明の丸打ち結束紐の破断伸度は、１０％以上、５０％以下であることが好ましい。より好ましくは２０％以上、４０％以下である。

本発明の丸打ち結束紐は、上記のような製造方法により作成でき、従来の８打ち、１２打ち、１６打ち等の丸打ち製紐機を使用し、製紐打ち数が奇数の丸組織の組紐を作製することができる。
上記のような、丸打ち製紐機の打ち数から１少ない奇数の製紐打ち数の組紐を作製する方法に限らず、打ち数が多い丸打ち製紐機を用いる場合には、２以上少ない奇数の製紐打ち数の組紐を作製するようにしてもよい。

また、上記１つの糸ボビンに巻かれた組み糸の総繊度を、他の糸ボビンに巻かれた組み糸の総繊度の２倍の繊度とする他、各組み糸の繊度を異なるものとする等適宜調整することにより、より機械的性質に優れた結束紐を得るようにしてもよい。

また、本発明の丸打ち結束紐には、その一部に、本発明の目的を達成する範囲内で、融点または分解温度が２７０℃以上である合成繊維からなるモノフィラメントを使用してもよい。

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。なお、本発明は以下に述べる実施例に限定されるものではない。

（１）融点または分解温度
示差走査熱量計（ＤＳＣ）（リガク製「ＤＳＣ８２３０」）を用いて、窒素雰囲気中、昇温速度１０℃／ｍｉｎで昇温し融解または分解する温度を測定した。

（２）破断強度および破断伸度
ＪＩＳＬ−１０１３に準じ、引張試験機（島津製作所製「オートグラフＡＧＳ」）にて試料長：２００ｍｍ、引張速度：２００ｍｍ／ｍｉｎの条件下でそれぞれ５回測定し、その平均値を求めた。

（４）締め付け性の評価
図１に示すように、結束紐にて引き解き止め結びによる輪を作製し、その輪にφ１．０ｍｍの銅線１を通し、端部Ａおよび端部Ｂを３０Ｎの荷重にて引張り、しっかりと締め付けたものを評価用試料とした。
片側に銅線１を、もう一方の片側に結束紐の端部Ｂを固定し、引張試験機を用いて結束紐の銅線１を引張り、輪を解くために必要な強力を測定した。
銅線１と端部Ｂを両端として引張試験機を用いて引張り、そのとき、端部Ａに負荷を与えないようにして、輪を解くために必要な強力を測定した。
求めた最大強力が結束紐の破断強度に対し、０〜１０％未満のものを×、１０〜２０％未満のものを△、２０％〜３０％未満のものを○、３０％以上のものを◎とした。

〔実施例１〕
ポリフェニレンサルファイド繊維（以下、ＰＰＳ繊維と記す）（ＫＢセーレン製「ＧＲＡＤＩＯ（登録商標）」、融点２８０℃、２２０ｄｔｅｘ／４８ｆ）を２本引き揃えて小巻ボビンに巻いたものを６本用意し、４本引き揃えて小巻ボビンに巻いたものを１本用意した。
これら７本の小巻ボビンを８本打ちの丸打ち製紐機の錘に夫々仕掛け、残り１つの錘は空の状態でピッチ２０目／ｉｎｃｈ（２．５４ｃｍ）で組紐状の結束紐を作製した。
得られた丸打ち結束紐は、繊度４２００ｄｔｅｘ、強度１４５Ｎ、伸度３４％であった。また、得られた結束紐の締め付け性は優れたものであった。
得られた結果を表１に示す。

〔実施例２〕
実施例１で用いたＰＰＳ繊維を、引き揃えずに１本を小巻ボビンに巻いたものを１４本用意し、２本引き揃えて小巻ボビンに巻いたものを１本用意した。
これら１５本の小巻ボビンを１６本打ちの丸打ち製紐機の錘に夫々仕掛け、残り１つの錘は空の状態でピッチ２０目／ｉｎｃｈ（２．５４ｃｍ）で組紐状の結束紐を作製した。得られた丸打ち結束紐は繊度４２００ｄｔｅｘ、強度１４４Ｎ、伸度３６％であった。また、得られた結束紐の締め付け性は優れたものであった。
得られた結果を表１に示す。

〔実施例３〕
繊度の異なるＰＰＳ繊維（ＫＢセーレン製「ＧＲＡＤＩＯ（登録商標）」、融点２８０℃、１１０ｄｔｅｘ／２４ｆ）を、引き揃えずに小巻ボビンに巻いて３０本用意し、２本引き揃えた小巻ボビン１本を用意した。
これら３１本の小巻ボビンを３２本打ちの丸打ち製紐機の錘に夫々仕掛け、残り１つの錘は空の状態でピッチ２０目／ｉｎｃｈ（２．５４ｃｍ）で組紐状の結束紐を作製した。得られた丸打ち結束紐は繊度４２００ｄｔｅｘ、強度１４５Ｎ、伸度３８％であった。また、得られた結束紐の締め付け性は優れたものであった。
得られた結果を表１に示す。

〔比較例１〕
実施例１で用いたＰＰＳ繊維を２本引き揃えて小巻ボビンに巻いたものを８本用意し、これらを８本打ちの丸打ち製紐機の錘に夫々仕掛け、ピッチ２０目／ｉｎｃｈ（２．５４ｃｍ）で組紐状の結束紐を作製した。
得られた丸打ち結束紐は繊度４２００ｄｔｅｘ、強度１４４Ｎ、伸度３５％であったが、結束紐の締め付け性は劣るものであった。
得られた結果を表１に示す。

〔比較例２〕
実施例１で用いたＰＰＳ繊維を引き揃えずに小巻ボビンに巻いたものを１６本用意し、これらを１６本打ちの丸打ち製紐機の錘に夫々仕掛け、ピッチ２０目／ｉｎｃｈ（２．５４ｃｍ）で組紐状の結束紐を作製した。
得られた丸打ち結束紐は繊度４２００ｄｔｅｘ、強度１４４Ｎ、伸度３８％であったが、結束紐の締め付け性は劣るものであった。
得られた結果を表１に示す。

〔比較例２〕
実施例３で用いたＰＰＳ繊維を引き揃えずに小巻ボビンに巻いて３２本用意し、これらを３２本打ちの丸打ち製紐機の錘に夫々仕掛け、ピッチ２０目／ｉｎｃｈ（２．５４ｃｍ）で組紐状の結束紐を作製した。
得られた丸打ち結束紐は繊度４２００ｄｔｅｘ、強度１４５Ｎ、伸度３９％であったが、結束紐の締め付け性は劣るものであった。
得られた結果を表１に示す。

本発明は、電気自動車、ハイブリッドカー、家電などの各種モーターコイル等を結束するのに好適に用いられ、特に、電気自動車モータの結束用途に好適に用いることができる。

Claims

融点または分解温度が２７０℃以上である合成繊維のマルチフィラメントを組み糸として用いた組紐からなる丸打ち結束紐であって、該組紐の製紐打ち数が５以上、４９以下の奇数であることを特徴とする丸打ち結束紐。
少なくとも１本の組み糸の総繊度が、他の組み糸の総繊度と異なることを特徴とする請求項１に記載の丸打ち結束紐。
１本の組み糸の総繊度が、他の組み糸の総繊度の２倍であることを特徴とする請求項１または２に記載の丸打ち結束紐。
使用する丸打ち製紐機の打ち数より１少ない数の糸ボビンを仕掛けて製紐することにより、製紐打ち数を５以上、４９以下の奇数とする組紐を製紐することを特徴とする丸打ち結束紐の製造方法。
１の糸ボビンに巻かれている組み糸の総繊度を、他の糸ボビンに巻かれている組み糸の総繊度の２倍にすることを特徴とする請求項４に記載の丸打ち結束紐の製造方法。