JPS6035940A - 耐熱電気巻線体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （本発明の分野） 本発明は耐熱、耐焼損性電気装置の耐熱電気巻線体の製
造方法に関するもので、例えば自動車用ワイパモータ等
の電気巻線体の如く拘束状態での寿命の長い電気Ｓ綿体
の製造方法に関するものである。

（従来技術） 従来、この種の電気巻線体は、ポリイミド、ポリアミ１
°イミド、ポリヘンライミダゾール、ポリイミダゾロピ
ン、ポリエステルイミド等の耐熱樹脂を導体上に焼付Ｃ
）たマグネットワイヤを用いて製造していた。

しかし近年、国内列で無機質絶縁電線が開発され、航空
宇宙開発、放射線環境部門への応用技術として重要視さ
れてきた。

（２） このような電線は一部文献等で紹介されており、特公昭
３３−３１７８号公報、特開昭５１−４８１９２号、特
開昭５２−２３１３５号公報はこの代表である。

これらのセラミック電線は耐熱樹脂等に粉末マイカ、ク
レー、タルク、ガラス短繊維、シリカ等を混合して焼付
けて使用しており、最近は一般的組成として、５ｉ０２
，８２０３．ＰｂＯ系あるいはＳ　ｉＯ２、Ｍ　ｇ　Ｏ
、Ａ　ｌ　２０３系のガラスを主成分とした絶縁材料が
注目されている。

そして、これらセラミック（無機質絶縁）電線は従来の
耐熱樹脂電線に比較し、著しく耐熱性に優れている反面
、巻回時の絶縁層のはがれ、およびコイル巻線時の可撓
性に問題があり、電気巻線体としては使用しにくいのが
現状であった。

（本発明の目的） このために、本発明は電気巻線体を構成する工程での高
速巻線機による巻回工程において、絶縁層のはがれや可
撓性不足に伴なうクラックの発生や摩耗の発生が少ない
状態で製造でき、かつ、電（３） 気的接続がヒユージングにより迅速に達成できるもので
あっ°ζ、し７かも、完成後の絶縁層の機械的および熱
的強度が充分であって振動や異物の接触等の外力によっ
ては、絶縁被膜が破損されにくく、高温度での絶縁性能
の低下が少ない電気巻線体の製造方法を提供することを
目的とする。

（本発明の構成） このために本発明は、無機質微粉末中にバインダとして
例えば有機シリコン等を添加した懸濁無機絶縁物質を導
体−１−に塗布し、該懸濁無機絶縁物質がガラス状又む
、ｌセラミックないしはセラミック類催物状に焼成され
ない範囲、いいかえれば無機質微粉末の融点以下の温度
、すなわち第１温度状態で加熱し、溶剤分を飛散したの
ち、更にその上層に例えばポリイミド等の有機絶縁層を
形成した絶縁電線をコ・イル状に巻線して略最終的な製
品形状の電気巻線体とし、その後、前記第１温度状態よ
りも更に高温度の第２温度状態で前記無機絶縁被膜を加
熱し、更番、″溶剤分を飛散させて無機絶縁被膜の強度
を増したものである。

（４） この巻線体の製造方法において、第１温度状態で加熱さ
れた状態では、無機絶縁被膜中の溶剤分が比較的多く残
存しているので、前記無機絶縁被膜は若干の塑性および
柔軟性を呈する。半硬化状である。

よって、電線巻回時の曲げに対しても無機絶縁被膜が容
易に追従し、かつ、曲げ時には無機絶縁被膜とその上層
の有機絶縁層との間にすべりが生じ得るため、電線の可
撓性が充分である。なお、最良の実施例としてはすべり
性の良好なポリイミドを無機絶縁被膜に用いることが望
ましい。

又、曲げ時に絶縁層がはがれ落ちることもない。

従って、高速巻線機によって巻線体を構成しても絶縁性
能が劣化しない。

又、この種の巻線体の代表的なものとして、モータのア
ーマチャコイルが知られる。更に、これらのコイルの多
くはヒユージングと呼ばれる電気接続によって接続され
るが、無機絶縁被膜に流動性があることは、このヒユー
ジングにも良好な結果をもたらす。

（５） 以丁、ごのヒユージングについて若干説明する。

第１図は、第１温度状態で加熱された後のマグネットワ
イヤで電気巻線体となるモータのアーマチャコイルを構
成し、このコイル端末線をコンミテータにヒユージング
する工程を図示している。

この第１図において、■、２は電極、３はコンミテータ
セグメント、４は整流溝、５はモータのシャフト、６は
前記マグネットワイヤの導体７を中心に有する電気巻線
体の端末部が電極１．２によって電気溶着される接続爪
である。

８は接続を容易にするためＺｎ又はＳｎメッキを施した
低温度溶融層である。

そしてＡは導体７と接続爪６のヒユージング部分で第２
図は従来例、第３図は本発明方法に係る拡大図である。

従来例を示す第２図において、７ａは導体７の上にある
被覆層で従来のように無機微粉末を完全にガラス状又は
セラミック状ないしセラミック類催物状まで焼成すると
、無機質層が前記被覆層７ａとして残存しヒユージング
では接続困難となり（６） コンミテータと導体７との導通不良の原因となる。

第３図は本発明に係る前記マグネットワイヤの使用によ
って得られるヒユージング部分の拡大図である。ここで
９は上層のポリイミドが焼けてできた炭化物である。

このように、本発明方法では無機質微粉末が溶融してガ
ラス状となったり、セラミックないしはセラミック類似
物となってしまうことのない比較的低い第１温度状態の
後に巻回作業を施して巻線体を構成するのでヒユージン
グが容易となる。

一方、従来の方法では巻回作業が始まる前において、既
に無機質微粉末は溶融してガラス状となっていたり、無
機質微粉末等の材質によってはセラミック状ないしセラ
ミックＩｆｆ　（ｌｕ物状となっているため、無機絶縁
被膜に柔軟性がほとんどなく、巻回が困難であり、又、
ヒユージング時においては第２図の如く無機質の被覆層
７ａが残存し、電気的接続を悪化させる。

よって、本発明方法によれば、ヒユージング接続の品質
を良くすることができるという効果かあ（７） 次に、本発明方法では巻線体を構成した後に、前記第１
温度状態よりも更に高い第２温度状態で前記無機絶縁被
膜を加熱する工程が存在する。

そして、この工程により、無機絶縁被膜中の溶剤分は更
にガス状となって飛散し、充分な強度が無機絶縁被膜に
付すされる。

この第２温度状態で加熱する１つのやり方としては、例
えばマグネットワイヤの導体に電流を流して導体のも一
つ抵抗分でジ１−ル熱を発生させる方法がある。この方
法は加熱温度を上げても外層側の有機絶縁層を焼ＩＭＬ
ない点で優れている。この場合、極めて大きな電流を流
せば、無機絶縁被膜と導体表面のＮｉ＋−とが拡散状と
なることもあり得る。

第２温度状態での加Ｒハは、電線の巻回性能あるいはヒ
ユージング（Ｉ＋に対しては悪い影響を与えるが、これ
らの工程は既にｈ＝−ｒｔ、ているので何ら問題はない
。

そして、この第２温度状態での加熱により無機（８） 絶縁被膜中の溶剤分が更に飛散し、ガラス化、又はセラ
ミック化ないしセラミック類僚物化する方向の化学反応
が進行する。

この場合、完全にガラス化やセラミック化等が完了する
ことはかならずしも必要ではなく、巻線体の用途に応じ
て適宜第２温度状態での加熱の強さ、時間を選択すれば
良い。

第２温度状態での使用温度を上げれば電線の可撓性は損
なわれるが絶縁層の硬さが増し、振動や外力によって絶
縁層が破壊されるおそれが少なくなる。又、巻線体の形
状がくずれることも防止できる。

（本発明の実施例） 以下本発明の実施例として、使用する無機絶縁被膜の組
成、有機絶縁層の材質、これらの組成。

材質における第１温度状態での加熱方法を中心に説明す
る。すなわち、本発明方法に用いるマグネットワイヤを
中ｒｃ、ｓ　ｂこ説明する。

これらのマグネットワイヤはいずれの実施例においても
、マグネットワイヤとして完成後、高速（９） 巻線機にてコイル状に巻回され、その後、自身の導体中
に大電流が流れて第２温度状態にて加熱され巻線体とし
て完成される。

しかし、本発明は自掬の導体中に大電流を流して第２温
度状態での加熱工程とすることに限定されず、種々の加
熱方法が採用され得る。

実施例１ この実施例に使用するマグネットワイヤはあらかじめ導
体の表面をＮｉメッキ等で前処理される。

次に、５１０２．ＰＩ）Ｏ，Ｂ２Ｏ３系ガラスを３００
〜４５０メソシ工に粉砕し、必要によりＣｒ　２０３を
加え、この微粉末を有機シリコン３０重量％ワニス溶液
中に混合し、１対２の懸濁無機質液（粉砕物の重量を１
とした場合溶液重量を２とする）を作成する。

更に、この懸濁液を導体に塗布し約３００〜５００℃の
第１温度状態で加熱し、溶剤分を飛散さ・Ｉ、導体上に
無機絶縁被膜を形成する。

（ちなみに従来のこの種無機質絶縁電線では第１温度状
態による加熱が省略され、いきなり、第（１０） ２温度状態の範囲に入る温度、例えば８００〜１２００
℃で加熱焼成される。） この３００〜５００℃の第１温度状態では５ｉ０２、Ｐ
ｂＯ，Ｂ２Ｏ３系ガラス微粉末は溶融セずガラス状に焼
成されない。

次に、このようにして形成された若干の粘性と流動性と
を呈する無機絶縁被膜の上を耐熱塗料例えばポリイミド
を用いて前記無機質微粉末が溶融しない温度範囲以下で
焼付ける。

第４図が完成したマグネットワイヤの断面図であり、７
は導体、１６は無機絶縁被膜、１７はポリイミドからな
る有機絶縁層である。

実施例２ この実施例２は実施例１と同様にして無機絶縁被膜を構
成した後、すなわち、第１温度状態で加熱した後、シリ
コンフェス中を通して、シリコンフェスを無機絶縁被膜
上にコーティングし、更に該シリコンフェスを焼付け１
．その後、ポリイミドの有機絶縁層がコーティングされ
たものである。

実施例３ この実施例は実施例１の有機シリコンの代りにバインダ
としてワックスを使用し、これを塗布して懸濁無機質を
導体上にコーティングした後、第１温度状態で加熱した
ものであり、後は第１実施例と同様である。

以１−の如き、実施例で製作されたマグネットワイヤは
巻線機にかけられて製品形状の巻線が完成し、更に、第
２温度状態で一層の高温度で処理されて本発明方法によ
る電気巻線体が完成する。

なお、無機質微粉末の材質としては、以上の他にＳ　ｉ
　０２．　ＭｇＯ，Ａ　Ｉ　２０３系やこれにＣｒ２Ｏ
３等の金属酸化物を添加して微粉末状にしたものを使用
することができる。

又、有機絶縁層としてポリウレタンを使用することもで
きる。

又、無機絶縁被膜と自機絶縁層との間に、これらの層間
の結合度を弱め、ワイヤの可撓性１巻線性を向上さ・Ｕ
るために、離型剤となる有機シリコンやワックス等が塗
布乾燥された層を設けることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法による電気巻線体の一実施例におけ
るコンミテータ部接続工程を示す模式的構成図、第２図
は従来のコンミテータ部接続工程後におけるヒユージン
グ部分の模式的断面図、第３図は第１図図示工程後にお
けるしュージング部分の模式的断面図、第４図は本発明
方法に使用したマグネットワイヤの一例を示す断面図で
ある。 ７・・・導体、Ｉ６・・・無機絶縁被膜、１７・・・有
機絶縁層。 代理人弁理士　岡　部　隆 （１３） 第１図 第２図 第３図　第４図 ７６ 賞ヮ知７子コ　４Ｌ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）無機質微粉末中にバインダを添加した懸濁無機物
   質を導体上に塗布し、該懸濁無機物質中の前記無機質微
   粉末が溶融してしまわぬ程度の第１温度状態にて前記懸
   濁無機物質を加熱して未だガラス状又はセラミックない
   しセラミック類似物状ではないところの半硬化状の被膜
   を形成した後、該被膜の上層に有機絶縁層を形成して絶
   縁電線を構成し、該絶縁電線を機械的に加工して製品形
   状の巻線体を形成し、その後、該巻線体を前記第１温度
   状態よりも更に高温度の第２温度状態で加熱処理し、前
   記被膜の柔軟性を少なくして、製品となる巻線体とした
   ことを特徴とする耐熱電気巻線体の製造方法。
2. （２）前記第２温度状態での加熱処理は前記導体に電流
   を流して該導体を発熱させることにより行なうことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載（１） の耐熱電気巻線体の製造方法。
3. （３）前記バインダは有機シリコンを含むことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の耐熱電気
   巻線体の製造方法。