(57)【要約】【課題】線径の太い導体を備える絶縁電線であっても横型焼付炉を用いて高速度で製造可能な絶縁電線の製造方法及び絶縁電線の製造装置を提供する。【解決手段】本発明の絶縁電線の製造方法は、走行導体１に熱硬化性樹脂を塗布し、横型焼付炉１０を用いて焼付けて絶縁被膜を形成後、当該絶縁被膜上に重ねて前記熱硬化性樹脂を塗布する前に当該絶縁被膜を有する走行導体１を水による冷却装置１５を用いて冷却する工程と、当該冷却する工程の後、絶縁被膜上に重ねて熱硬化性樹脂を塗布する前に、走行導体１に付着した水を水切りする工程と、を有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行導体に熱硬化性樹脂を塗布し、横型焼付炉を用いて焼付けて絶縁被膜を形成後、当該絶縁被膜上に重ねて前記熱硬化性樹脂を塗布する前に前記走行導体を水による冷却装置を用いて冷却する工程と、
前記冷却する工程の後、前記絶縁被膜上に重ねて前記熱硬化性樹脂を塗布する前に、前記走行導体に付着した前記水を水切りする工程と、
を有する絶縁電線の製造方法。
【請求項２】
ＶＤ値（＝前記走行導体の走行速度（ｍ／分）×前記走行導体の外径（ｍｍ））が２０以上２００以下である請求項１に記載の絶縁電線の製造方法。
【請求項３】
前記水は、純水又は陽イオン交換水である請求項１又は請求項２に記載の絶縁電線の製造方法。
【請求項４】
前記冷却する工程は、前記水を前記走行導体に吹きかける及び／又は前記走行導体を前記水に浸漬する工程である請求項１〜３のいずれか１項に記載の絶縁電線の製造方法。
【請求項５】
前記水切りする工程は、前記走行導体に付着した前記水を吸引することにより水切りする工程である請求項１〜４のいずれか１項に記載の絶縁電線の製造方法。
【請求項６】
前記冷却する工程は、ターンプーリにより前記走行導体の方向転換が行われる前に行なわれる請求項１〜５のいずれか１項に記載の絶縁電線の製造方法。
【請求項７】
走行導体に塗布された熱硬化性樹脂を焼付けて絶縁被膜を形成するための横型焼付炉と、
前記絶縁被膜が形成された前記走行導体を水により冷却するための冷却装置と、
前記水により冷却された前記走行導体に付着した前記水を水切りするための水切り装置と、を備えた絶縁電線の製造装置。
【請求項８】
前記冷却装置は、前記走行導体を走行させる貫通路が形成された壁面を有する水接触部を備えた請求項７に記載の絶縁電線の製造装置。
【請求項９】
前記水切り装置は、前記走行導体を走行させる複数の孔と、前記複数の孔を前記走行導体が走行している際に前記走行導体に付着している水を吸引するための吸引ポンプとを備えた請求項７又は請求項８に記載の絶縁電線の製造装置。
【請求項１０】
前記冷却装置は、前記横型焼付炉と、前記走行導体の方向を転換するターンプーリとの間に設置されている請求項７〜９のいずれか１項に記載の絶縁電線の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁電線の製造方法及び絶縁電線の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等のモータに使用されるエナメル線などの絶縁電線を製造する方法としては、竪型焼付炉を用いる場合と横型焼付炉を用いる場合の２種類の方法がある。
【０００３】
この２種類の方法では、一般的に、導体の周囲に絶縁塗料を塗布し、塗布した絶縁塗料を乾燥・焼付けして絶縁被膜が導体の周囲に形成された絶縁電線が製造されるが、絶縁塗料を乾燥・焼付した後、絶縁電線に風（空気）を当てて熱を除去する方式の冷却装置にて冷却することが行われている。
【０００４】
なお、冷却方法としては、絶縁被膜の冷却方法ではなく、自己融着層の冷却方法ではあるが、風冷以外に水冷が適用可能であることが知られている(特許文献１参照)。
【０００５】
特許文献１には、自己融着性絶縁電線の製造装置が開示されている。特許文献１に記載の製造装置では、導体表面に下地絶縁層が設けられた絶縁電線の表面に自己融着性塗料を塗布し、横型焼付炉で焼付け後、当該絶縁電線がターンシーブに達する前に水冷又は風冷による冷却装置で自己融着性塗料の融着温度よりも低い温度まで冷却することで、表面の変形を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開昭６０−６５９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
線径の太い導体を備える絶縁電線（例えば導体の外径が０．８ｍｍ以上の絶縁電線）を製造する際には、竪型焼付炉を用いて導体の周囲に絶縁被膜を形成している。これは、例えば導体の外径が０．８ｍｍ以上の絶縁電線では、乾燥・焼付する時間が長くなってしまうことによって、製造時に横型焼付炉を用いた場合、塗布した塗料が乾燥・焼付されて不動化するまでの間に重力等によって塗料が垂れ下がり、導体の下側に塗料が垂れてしまうことがあり、導体の周囲に均一な厚さの絶縁被膜を形成することが難しいためである。
【０００８】
また、従来、乾燥・焼付後は、絶縁電線に風（空気）を当てて熱を除去する方式の冷却装置にて冷却していたため、線径の太い導体を備える絶縁電線は細い線径のものに比べて温度が下がりにくいので、冷却距離を長く取る必要があり、横型焼付炉を用いた場合、敷地や設備コストの増大を招く。一方、竪型焼付炉では、非常に高さが高くなってしまい、設備コストの増大が著しい。
【０００９】
製造コストを低減する方法として、例えば、製造速度を高速度化する方法がある。
【００１０】
しかしながら、製造速度を高速度化した場合、絶縁被膜を形成する際の冷却が不十分となることが懸念される。つまり、製造速度の高速度化により、絶縁塗料を塗布し、焼付けした後から再度、絶縁被膜を塗布するまでの時間が短くなるため、製造装置を走行する走行線の冷却時間が短くなる。冷却時間が不十分であると、絶縁塗料を重ねて塗布した後に絶縁塗料が垂れやすくなり、均一な厚さが得られないことがある。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、線径の太い導体を備える絶縁電線であっても横型焼付炉を用いて高速度で製造可能な絶縁電線の製造方法及び絶縁電線の製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記目的を達成するために、下記の絶縁電線の製造方法及び絶縁電線の製造装置を提供する。
【００１３】
［１］走行導体に熱硬化性樹脂を塗布し、横型焼付炉を用いて焼付けて絶縁被膜を形成後、当該絶縁被膜上に重ねて前記熱硬化性樹脂を塗布する前に前記走行導体を水による冷却装置を用いて冷却する工程と、前記冷却する工程の後、前記絶縁被膜上に重ねて前記熱硬化性樹脂を塗布する前に、前記走行導体に付着した前記水を水切りする工程と、を有する絶縁電線の製造方法。
［２］ＶＤ値（＝前記走行導体の走行速度（ｍ／分）×前記走行導体の外径（ｍｍ））が２０以上２００以下である前記［１］に記載の絶縁電線の製造方法。
［３］前記水は、純水又は陽イオン交換水である前記［１］又は前記［２］に記載の絶縁電線の製造方法。
［４］前記冷却する工程は、前記水を前記走行導体に吹きかける及び／又は前記走行導体を前記水に浸漬する工程である前記［１］〜［３］のいずれか１つに記載の絶縁電線の製造方法。
［５］前記水切りする工程は、前記走行導体に付着した前記水を吸引することにより水切りする工程である前記［１］〜［４］のいずれか１つに記載の絶縁電線の製造方法。
［６］前記冷却する工程は、ターンプーリにより前記走行導体の方向転換が行われる前に行なわれる前記［１］〜［５］のいずれか１つに記載の絶縁電線の製造方法。
［７］走行導体に塗布された熱硬化性樹脂を焼付けて絶縁被膜を形成するための横型焼付炉と、前記絶縁被膜が形成された前記走行導体を水により冷却するための冷却装置と、前記水により冷却された前記走行導体に付着した前記水を水切りするための水切り装置とを備えた絶縁電線の製造装置。
［８］前記冷却装置は、前記走行導体を走行させる貫通路が形成された壁面を有する水接触部を備えた前記［７］に記載の絶縁電線の製造装置。
［９］前記水切り装置は、前記走行導体を走行させる複数の孔と、前記複数の孔を前記走行導体が走行している際に前記走行導体に付着している水を吸引するための吸引ポンプとを備えた前記［７］又は前記［８］に記載の絶縁電線の製造装置。
［１０］前記冷却装置は、前記横型焼付炉と、前記走行導体の方向を転換するターンプーリとの間に設置されている前記［７］〜［９］のいずれか１つに記載の絶縁電線の製造装置。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、線径の太い導体を備える絶縁電線であっても横型焼付炉を用いて高速度で製造可能な絶縁電線の製造方法及び絶縁電線の製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る絶縁電線の製造装置の一例を示す概略図である。
【図２】図１における冷却装置の一例を示す概略図である。
【図３】図１における水切り装置の一例を示す概略図であり、（ａ）は導体進行方向に垂直な断面図であり、（ｂ）は斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
〔絶縁電線の製造方法〕
本発明の実施の形態に係る絶縁電線の製造方法は、走行導体１に熱硬化性樹脂を塗布し、横型焼付炉１０を用いて焼付けて絶縁被膜を形成後、当該絶縁被膜上に重ねて前記熱硬化性樹脂を塗布する前に当該絶縁被膜を有する走行導体１を水による冷却装置１５を用いて冷却する工程と、当該冷却する工程の後、絶縁被膜上に重ねて熱硬化性樹脂を塗布する前に、走行導体１に付着した水を水切りする工程と、を有することを特徴とする。なお、本実施の形態において、走行導体１とは、１回目の絶縁塗料の塗布・焼付前は、走行する導体１のみを指し、１回目の絶縁塗料の塗布・焼付後は、走行する絶縁被膜が外周に形成された導体１を指す。また、以下の説明において、所望の被膜厚さとなっていない絶縁被膜が形成された導体１についても絶縁電線２と言うことがある。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態に係る絶縁電線の製造装置の一例を示す概略図であり、図２は、図１における冷却装置の一例を示す概略図である。また、図３は、図１における水切り装置の一例を示す概略図であり、（ａ）は導体進行方向に垂直な断面図であり、（ｂ）は斜視図である。
【００１８】
図１に示されるように、ボビン１００に巻きつけられた導体１がプーリ１１を介して焼鈍炉１２に供給され、焼鈍しが行われる。焼鈍しは、必要が無ければ省略可能である。その後、導体１は、ターンプーリ１３を介して塗布部１４へ走行され、導体１の外周に絶縁塗料が塗布される。
【００１９】
絶縁塗料が塗布された導体１は、焼付炉１０中を走行し、絶縁塗料中の溶剤の蒸発（すなわち絶縁塗料の乾燥）及び絶縁塗料中の樹脂の硬化（すなわち被膜の焼付）が行われる。焼付炉１０は、別体の蒸発炉及び硬化炉から構成されていてもよい。
【００２０】
焼付炉１０における絶縁塗料中の溶剤の蒸発及び絶縁塗料中の樹脂の硬化の方法は、特に限定されるものではなく、熱風等により加熱することで行なうことができる。
【００２１】
図１に示されるように、焼付炉１０の出口（図１の焼付炉１０の右端）から出てきた絶縁電線２（絶縁被膜（所望の被膜厚さとなっていないものも含む）が外周に形成された導体１。以下同様）は、冷却装置１５により冷却され、水切り装置１６により水切りされた後、下流側のターンプーリ１３を介して上流側のターンプーリ１３に戻り、絶縁塗料の塗布、絶縁塗料中の溶剤の蒸発及び絶縁塗料中の樹脂の硬化が所望の被膜厚さとなるまで繰り返し行われる。
【００２２】
冷却装置１５による冷却は、水を用いて行われ、例えば、図２に示すように、走行する絶縁電線２に水を吹きかける及び／又は絶縁電線２を水に浸漬することで行われる。絶縁被膜を構成する熱硬化性樹脂（例えばポリエステルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂など）のガラス転移点（Ｔｇ）以下となるまで冷却することが好ましい。
【００２３】
図２に示す冷却装置１５では、水が貯留されている槽で構成される水接触部１５Ａを備え、水接触部１５Ａの絶縁電線２が走行する方向に沿って離間して配置された向かい合う一対の壁面のそれぞれに孔１５ａ（貫通路）が設けられており、絶縁電線２が孔１５ａを通って水接触部１５Ａ中を通過する際に、水接触部１５Ａの上部に配置された２本の水噴射ホース１５Ｃ１、１５Ｃ２により水を絶縁電線２に吹きかけるとともに、水接触部１５Ａ中に貯留されている水に絶縁電線２を浸漬している。孔１５ａから水が流出するため、常時、水噴射ホース１５Ｃ１、１５Ｃ２より水を絶縁電線２に吹きかけながら水接触部１５Ａに貯留する水を補充して水面が水接触部１５Ａを走行する絶縁電線２よりも低くならないようにする。本実施形態においては、水噴射ホース１５Ｃ１は走行する絶縁電線２の進行方向の上流側の斜め上方より水を噴射し、水噴射ホース１５Ｃ２は走行する絶縁電線２の進行方向の下流側の斜め上方より水を噴射しているが、これに限られず、１箇所から噴射してもよいし、３箇所以上から噴射してもよい。また、噴射方向も絶縁電線２の真上から（垂直方向）噴射する等、種々の方向からの噴射が可能である。水の吹きかけと水への浸漬は、いずれか一方のみが実施される形態としてもよいが、短時間で冷却するためには併用実施される形態とすることが好ましい。
【００２４】
水は、純水（例えばＲＯ水）又は陽イオン交換水であることが好ましい。また、水温は、例えば、５℃以上１００℃以下が好ましく、１０℃以上６０℃以下がより好ましく、１５℃以上４０℃以下が更に好ましい。
【００２５】
水接触部１５Ａの壁面に設けられた孔１５ａから流れ出た水は、水接触部１５Ａの下方に設置され、水接触部１５Ａを支持する支柱が固定された水受け部１５Ｂに流入し、水受け部１５Ｂの底壁に設けられた水排出路１５ｂから排出される。水排出路１５ｂから排出された水は、冷却水としてリサイクルしてもよい。リサイクルする際には、排出された水をフィルターや陽イオン交換樹脂等により水質向上させる。
【００２６】
冷却する工程は、ターンプーリ１３により走行する絶縁電線２の方向転換が行われる前に行なわれることが好ましい。すなわち、焼付炉１０と焼付炉１０の下流に配置された方向転換のためのターンプーリ１３との間に冷却装置１５が設置されていることが好ましい。焼付炉１０の出口から０．５〜２ｍ離れた位置に冷却装置１５が設置されることが好適である。上記構成にすることにより、ターンプーリ１３を絶縁電線２が通過したときにターンプーリ１３と接触した絶縁被膜の表面に傷が生じてしまうことを低減できる。
【００２７】
水切り装置１６による絶縁電線２に付着した水の水切りは、例えば、図３に示すように、走行する絶縁電線２を減圧された管内に通線して吸引することで行われる。
【００２８】
図３に示す水切り装置１６は、断面が半円状の本体上部１６Ａと、断面が半円状の本体下部１６Ｂとを合わせて形成される断面円形状の管（絶縁電線２が並列される方向に沿って延伸する円筒状の管）であって、管内には絶縁電線２が走行する方向に沿って離間して配置された絶縁電線２を走行させるための複数の孔１６Ｃが管の長手方向（絶縁電線２が並列される方向）に沿って平行に複数形成されている。各孔１６Ｃは吸引ポンプ２０に接続した管内の通路にて繋がっているため、吸引ポンプ２０を作動させることにより、各孔１６Ｃを絶縁電線２が走行（通過）している際に絶縁電線２に付着している水が吸引される。
【００２９】
水切り装置１６は、図３に示す形状に限られるものではなく、例えば断面が矩形状の本体上部と断面が矩形状の本体下部とを合わせて形成される断面矩形状の管であってもよい。また、水切り装置１６は、１つの管に複数の孔１６Ｃが管の長手方向に沿って形成されているものに限られるものではなく、例えば複数の水切り装置を配置して並列に配置される絶縁電線２の各々を水切りすることでもよい。さらに、水切り装置１６の管内を走行する絶縁電線２に付着した水の吸引量を各孔１６Ｃで変更してもよい。
【００３０】
絶縁電線２に付着した水の水切りは、上記吸引による方法・装置に限られるものではなく、気体（例えば圧縮空気）が噴射される管内に絶縁電線２を通して水を吹き飛ばす方法・装置や、ノズルから気体（例えば圧縮空気）を絶縁電線２に吹き付けて水を切る方法・装置や、熱風等により水を蒸発させて乾燥させる方法・装置等により行なうことができる。これらの方法・装置を併用してもよい。なお、走行中の自然乾燥のみによる水切りでは、線径の太い導体の場合に特に走行距離を長く確保する必要があるので、高速度な製造に支障が出るだけでなく、敷地コストや設備コストの増大を招く。ゆえに、本発明の実施形態における水切り工程・装置とは、自然乾燥のみによる水切りよりも短時間で水切りが可能な工程及びそのための装置をいう。
【００３１】
絶縁電線２に付着した水の水切りは、冷却する工程の後、焼付済みの絶縁被膜上に重ねて熱硬化性樹脂を塗布する前に、行なわれることが好ましく、例えば、図１に示すように、冷却装置１５と方向転換のためのターンプーリ１３との間に水切り装置１６を設置することが好ましい。
【００３２】
所望厚さ（例えば０．０２０ｍｍ以上０．１８０ｍｍ以下の厚さ）の絶縁被膜の焼付が終了した絶縁電線２は、巻取機１７に巻き取られる。
【００３３】
本実施の形態において使用される導体１の素材は、銅、銅合金等、特に限定されることなく使用できる。また、導体１の形状としては、丸線、平角線、異形状の線等が挙げられる。
【００３４】
本実施の形態において使用される絶縁塗料としては、絶縁電線に使用可能なものであれば特に限定されることなく用いることができる。例えば、絶縁塗料中の溶剤としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドン(ＮＭＰ)、クレゾール、Ｎ,Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、シクロヘキサノン等が挙げられる。また、絶縁塗料中の熱硬化性樹脂としては、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエステルイミド等が挙げられる。
【００３５】
本発明の実施の形態に係る絶縁電線の製造方法によれば、線径の太い導体（例えば外径０．８ｍｍ以上の丸線からなる導体、厚さが１．５ｍｍ以上で幅が２．０ｍｍ以上の平角線からなる導体）を備える絶縁電線であっても横型焼付炉を用いて高速度で製造することができる。例えば、ＶＤ値（＝走行導体１の走行速度（ｍ／分）×走行導体１の外径（ｍｍ））が２０以上２００以下の範囲内となるように走行導体１の走行速度と導体外径を設定することが好ましい。より好ましくはＶＤ値が３５以上１４０以下の範囲内となるように設定し、更に好ましくはＶＤ値が４０以上１２０以下の範囲内となるように設定する。ＶＤ値の算出に際し、平角線の場合は、丸線に換算した値（平角線の断面積に相当する丸線の直径）を外径の値として用いる。また、異形状の線の場合も同様に、丸線に換算した値（異形状の線の断面積に相当する丸線の直径）を外径の値として用いる。
【００３６】
〔絶縁電線の製造装置〕
本発明の実施の形態に係る絶縁電線の製造装置は、走行導体１に塗布された熱硬化性樹脂を焼付けて絶縁被膜を形成するための横型焼付炉１０と、絶縁被膜が形成された走行導体１を水により冷却するための冷却装置１５と、水により冷却された走行導体１に付着した水を水切りするための水切り装置１６とを備えたことを特徴とする。
【００３７】
絶縁電線の製造装置の具体的な構成例は、図１〜３に示す通りであり、前述した焼付炉１０〜巻取機１７の通りである。
【００３８】
〔本発明の実施の形態の効果〕
本発明の実施の形態によれば、絶縁被膜上に重ねて熱硬化性樹脂を塗布する前に走行導体を水による冷却装置を用いて冷却する工程を有するため、線径の太い導体を備える絶縁電線であっても横型焼付炉を用いて高速度で製造可能な絶縁電線の製造方法及び絶縁電線の製造装置を提供することができる。また、風冷による冷却装置のように冷却距離を長く取る必要が無いので、横型焼付炉の設置場所の省スペース化や設備コストの低減ができる。また、絶縁塗料を重ねて塗布した後に絶縁塗料が垂れにくくできるので、均一な厚さの絶縁被膜を有する絶縁電線が得られる。更に、風冷による冷却では外気を利用していたため、外気中に含まれるゴミ等の異物が絶縁被膜の表面に付着してしまうことがあったが、本実施の形態によれば、そのような異物が絶縁被膜の表面に付着することが無く、かつ風冷に比べて水冷では夏季と冬季などの季節の違いによる作業温度への影響を低減でき作業温度を一定化しやすいため、品質にバラツキが生じることを低減できる。
【００３９】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず種々に変形実施が可能である。例えば、水冷による冷却装置の後に従来よりも短距離の風冷による冷却装置を更に設けても良い。
【符号の説明】
【００４０】
１００：ボビン、１：導体、２：絶縁電線、１０：（横型）焼付炉
１１：プーリ、１２：焼鈍炉、１３：ターンプーリ、１４：塗布部
１５：冷却装置、１５Ａ：水接触部、１５ａ：孔、１５Ｂ：水受け部
１５ｂ：水排出路、１５Ｃ１，Ｃ２：水噴射ホース
１６：水切り装置、１６Ａ：本体上部、１６Ｂ：本体下部、１６Ｃ：孔
１７：巻取機、２０：吸引ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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