(57)【要約】【課題】コイル巻時の伸びを抑えることができると共に、導体の露出を防止することができるエナメル線及びその製造方法を提供する。【解決手段】導体２の周囲に絶縁被膜３が形成され、絶縁被膜３の内部にテンションメンバ４を有する。テンションメンバ４により引張強度が高く伸びにくいだけでなく、テンションメンバ４が外力に対する防護の役割を果たす。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体の周囲に絶縁被膜が形成され、前記絶縁被膜の内部にテンションメンバを有することを特徴とするエナメル線。
【請求項２】
前記絶縁被膜が複数の層からなり、前記複数の層のうちの最外層の内部に前記テンションメンバを有する請求項１記載のエナメル線。
【請求項３】
前記テンションメンバは、芳香族ポリアミド系樹脂からなる請求項１又は２記載のエナメル線。
【請求項４】
導体の周囲に前記導体の長手方向にテンションメンバを沿わせる工程と、前記導体と前記テンションメンバを共に塗装用ダイスに挿通させて絶縁塗料を塗布する工程と、前記絶縁塗料を塗装炉にて焼付けして絶縁被膜を形成する工程とを有することを特徴とするエナメル線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイル巻時の伸びを抑えることができると共に、導体の露出を防止することができるエナメル線及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータ等のコイルを有する装置（以下、モータと総称する）を製造する際、コイルを巻くときには、エナメル線に張力をかけて作業する。コイル鉄心に対するエナメル線の占積率を高くするためには、エナメル線に高い張力をかける必要がある。
【０００３】
しかし、コイル巻時にエナメル線に過剰に高い張力をかけると、エナメル線が過剰に伸びることがある。エナメル線が過剰に伸びると、導体断面積が小さくなって電気抵抗が高くなり、モータの特性低下、過熱などの問題を引き起こす。よって、コイル巻時にエナメル線にかける張力には限界がある。
【０００４】
モータのさらなる小型化、高出力化のためには、コイル巻時に高い張力をかけても伸びにくいエナメル線が望まれる。
【０００５】
このようなエナメル線として、中心にセラミックス繊維からなるテンションメンバを設け、このテンションメンバの周囲に導電層、絶縁層を順次設けることで、引張強度を高くして、伸びにくくしたエナメル線が特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平４−１７９００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一方、従来のモータの製造において、コイル鉄心に対するエナメル線の占積率を高くするために、コイル鉄心の内部に隙間がなくなるようにエナメル線を挿入することが行われる。このとき、絶縁層の表面から導体（導電層）を露出させるような外力（圧力、摩擦力、衝撃力など）が加わって、絶縁層が破壊されて導体が露出してしまうおそれがある。
【０００８】
したがって、コイル巻時におけるエナメル線の伸びを抑えることだけでなく、絶縁層の表面から導体を露出させるような外力が加わったときに、導体が露出しないようにすることが必要である。特許文献１のエナメル線は、テンションメンバの周囲に導電層、絶縁層を順次設けるので、外力に対する防護が不足している。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、コイル巻時の伸びを抑えることができると共に、導体の露出を防止することができるエナメル線及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明のエナメル線は、導体の周囲に絶縁被膜が形成され、前記絶縁被膜の内部にテンションメンバを有するものである。
【００１１】
前記絶縁被膜が複数の層からなり、前記複数の層のうちの最外層の内部に前記テンションメンバを有してもよい。
【００１２】
前記テンションメンバは、芳香族ポリアミド系樹脂からなってもよい。
【００１３】
また、本発明のエナメル線の製造方法は、導体の周囲に前記導体の長手方向にテンションメンバを沿わせる工程と、前記導体と前記テンションメンバを共に塗装用ダイスに挿通させて絶縁塗料を塗布する工程と、前記絶縁塗料を塗装炉にて焼付けして絶縁被膜を形成する工程とを有するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、コイル巻時の伸びを抑えることができると共に、導体の露出を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態を示すエナメル線の横断面図である。
【図２】本発明のエナメル線を製造する装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１７】
図１に示されるように、本発明に係るエナメル線１は、導体２の周囲に絶縁被膜３が形成され、絶縁被膜３の内部にテンションメンバ４を有するものである。
【００１８】
本実施形態においては、絶縁被膜３が、導体２の外周（表面）に形成された高密着性の下層エナメル被膜（第１絶縁被膜）５と、下層エナメル被膜５の外周に形成された上層エナメル被膜（第２絶縁被膜）６の２つの層からなる。絶縁被膜３を形成する層の数は２に限らず１又は３以上であってもよい。絶縁被膜３の各層は、絶縁塗料の塗布・焼付けにより形成される。
【００１９】
テンションメンバ４は、必要な強度を有するフィラメント単体、もしくはフィラメント複数本を集束したストランドからなる。テンションメンバ４は、導体２に対し導体２の長手方向に沿わせたものであり、導体２と平行になっている。
【００２０】
テンションメンバ４は、絶縁被膜３の内部に、絶縁被膜３と一体となって設けられていればよく、導体２の表面に直接接するように配置してもよく、導体２の表面には直接接しないように配置してもよい。本実施形態においては、テンションメンバ４は、絶縁被膜３を形成する２つの層のうちの最外層である上層エナメル被膜６の内部に配置される。テンションメンバ４は、絶縁被膜３の複数の層に分けて配置されてもよい。
【００２１】
本実施形態においては、テンションメンバ４は、導体２の周囲の４箇所に設置される。各テンションメンバ４は、周方向に９０°間隔で配置される。テンションメンバ４の本数は、これに限定されず、１〜３本、５以上の複数本であってもよく、周方向に等間隔あるいは所望の間隔で配置する。
【００２２】
次に、本発明のエナメル線１の効果を述べる。
【００２３】
本発明のエナメル線１は、導体２の周囲に形成された絶縁被膜３の内部に導体２と平行なテンションメンバ４が挿入されているので、引張強度が高く、伸びにくい。このため、コイル巻時の伸びを抑えることができる。
【００２４】
さらに、本発明のエナメル線１は、絶縁被膜３の内部にテンションメンバ４が絶縁被膜３と密着して設けられているため、絶縁被膜３の表面から導体２を露出させるような外力が加わっても、テンションメンバ４が外力に対する防護の役割を果たし、導体２が露出するのを防止することができる。
【００２５】
すなわち、本発明のエナメル線１は、耐張力高強度エナメル線といえる。この結果、モータの製造において、エナメル線１に高い張力をかけて巻くことができるので、コイル鉄心に対するエナメル線の占積率を高くすることが可能となり、モータの小型化、高出力化が実現できる。
【００２６】
また、本発明のエナメル線１は、絶縁被膜３の内部にテンションメンバ４が設けられているため、エナメル線１の外側からの衝撃、摩擦に対する耐久性が高い。
【００２７】
次に、テンションメンバ４の材質・構造について検討する。
【００２８】
テンションメンバ４には、芳香族ポリアミド系樹脂、特にアラミド繊維が適している。アラミド繊維は、耐熱性、耐薬品性に優れる。アラミド繊維の中でも、パラ系アラミド繊維は、引張強度３０００ＭＰａ、破断時伸度４％未満の特性を有しており、極細径でありながらも引張強度が高く、伸びにくい。よって、パラ系アラミド繊維は、本発明のテンションメンバ４に好適である。
【００２９】
エナメル線１には外形寸法の規制があるが、テンションメンバ４の径が太いとエナメル線１の外形寸法が規制より大きくなるおそれがある。また、テンションメンバ４の径が太いとエナメル線１の断面形状が滑らかな円形にならず、粒などの外観異常が発生しやすくなる。その点、アラミド繊維は、極細のフィラメントで高い引張強度を有しており、フィラメント径が８μｍ程度のアラミドフィラメントを１００本集束したストランドを数本用いることで、エナメル線１の断面形状や寸法の安定性、外観の滑らかさを保った高強度のエナメル線１を得ることができる。
【００３０】
一般に、線径が０．８ｍｍのエナメル線は、引張強度が２８０ＭＰａであり、破断時伸度が５０％であることから、フィラメント径８μｍのアラミドフィラメント１０００本程度で、一般のエナメル線と同じ強度を保ちながら４％程度の破断時伸度に抑えることができる。実際に従来のコイル巻時に発生する張力は引張強度の３０％以下であるから、これに耐えるにはアラミドフィラメント３００本で足りる。コイル巻時の張力を引張強度の５０％まで高め、４％程度の破断時伸度に抑えるならば、アラミドフィラメント５００本程度で十分である。よって、アラミドフィラメントを１００本程度集束したストランドを４本ないし５本用いることで、本発明のエナメル線１は十分な耐張力・高強度を発揮することができる。
【００３１】
テンションメンバ４を絶縁被膜３の内部に設けるために絶縁塗料を塗布する際に、テンションメンバ４の外周に空気が巻き込まれてしまうと、絶縁塗料を焼き付けしたとき、エナメル線１の表面に粒などの外観異常が発生する。また、エナメル線１を屈曲・捻回した際に、絶縁被膜３とテンションメンバ４との密着性が低いところから絶縁被膜３の割れやテンションメンバ４の剥離が発生する。これを防ぐために、テンションメンバ４のフィラメント集束本数を低減したりテンションメンバ４の濡れ性を高めることで、下層エナメル被膜５及び上層エナメル被膜６とテンションメンバ４との密着性を高くする。テンションメンバ４の濡れ性を高めるには、ＵＶ照射処理、シランカップリング処理などの前処理を施すのが好ましい。
【００３２】
次に、本発明のエナメル線１の製造方法を説明する。
【００３３】
図２に示されるように、本発明のエナメル線１を製造する製造装置２１は、導体２の外周に下層エナメル被膜５が形成された中間製品７が鉛直方向上向きに走行されるようになっており、その走行経路の途中にテンションメンバ４を案内するテンションメンバガイドプーリ２２、絶縁塗料２３を蓄積し、底面に中間製品７の通過孔２４を有する塗料タンク２５、塗布された絶縁塗料２３を絞る塗装用ダイス２６が順に配置されている。図示した製造装置２１は、図１の実施形態であるテンションメンバ４を導体２の周囲の４箇所に有するエナメル線１を製造するために、テンションメンバガイドプーリ２２が中間製品７の周囲４箇所に配置されている。
【００３４】
まず、導体２の外周に下層エナメル被膜５が形成された中間製品７を製造するが、この工程は、公知の方法でよいので説明を省略する。
【００３５】
次いで、中間製品７にテンションメンバ４を沿わせる工程を行う。すなわち、テンションメンバガイドプーリ２２は、走行される中間製品７の下層エナメル被膜５に対して図示しない供給源から供給されるテンションメンバ４を中間製品７と平行にかつ張力をかけた状態で沿わせる。
【００３６】
次いで、絶縁塗料を塗布する工程を行う。テンションメンバ４を沿わせた中間製品７を塗料タンク２５の通過孔２４に通し、絶縁塗料２３に浸漬させて引き上げる。これにより、テンションメンバ４及び中間製品７に絶縁塗料２３が塗布され、塗装用ダイス２６に挿通されることにより絶縁塗料２３が絞られ、上層エナメル被膜６となる絶縁塗料２３が塗布されたことになる。
【００３７】
その後、図示しない塗装炉において乾燥及び焼き付けを行うことにより、上層エナメル被膜６が形成され、本発明のエナメル線１が得られる。なお、テンションメンバ４を沿わせた後、上層エナメル被膜６の絶縁塗料塗布と焼き付けを複数回繰り返すことで所望の外径寸法に仕上げることができる。
【実施例】
【００３８】
本発明により、コイル巻張力７０Ｎ用耐張力高強度エナメル線を製造する。導体径は０．８ｍｍ、仕上がり外径は０．９２ｍｍとする。まず、導体２の外周に下層エナメル被膜５としてエステルイミド膜を６μｍの厚さで塗布形成して中間製品７を得る。その中間製品７の外周の４箇所に、フィラメント径８μｍのアラミドフィラメントを５０本集束したストランド４本を均等に沿わせる。その外周に第１の上層エナメル被膜６としてポリエステルイミド膜を１２μｍの厚さで塗布形成する。さらにその外周の４箇所に、フィラメント径８μｍのアラミドフィラメントを５０本集束したストランド４本を均等に沿わせる。その外周に第２の上層エナメル被膜６としてポリエステルイミド膜を１２μｍの厚さで塗布形成する。その外周に第３の上層エナメル被膜６としてアミドイミド膜を２８μｍの厚さで塗布形成する。さらに最外層として高潤滑層を２μｍの厚さで塗布形成して完成する。
【符号の説明】
【００３９】
１  エナメル線
２  導体
３  絶縁被膜
４  テンションメンバ
５  下層エナメル被膜
６  上層エナメル被膜
【図１】
2010287476.tif 000003
【図２】
2010287476.tif 000004