(57)【要約】【課題】膜厚が厚くしかも厚みが均一な絶縁被覆を、少ない工程で形成できるとともに、絶縁性を確保する必要がある所要の部位に厚みが均一な絶縁被覆を設けることができる絶縁被覆線材の製造方法を提供する。【解決手段】絶縁被覆層１１，１２を備える絶縁被覆線材９の製造方法であって、線材１の表面の所定部位に液状絶縁被覆材料１７を所定厚みで塗着する塗着工程と、塗着された上記液状絶縁被覆材料からなる塗膜７を硬化させる塗膜硬化工程とを含み、上記塗膜硬化工程は、上記液状絶縁被覆材料に含まれる複数の溶剤の消失温度に対応して、段階的に加熱温度を変化させる複数の加熱硬化工程Ｓ１，Ｓ２を含むものである。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁被覆層を備える絶縁被覆線材の製造方法であって、
線材表面の所定部位に液状絶縁被覆材料を所定厚みで塗着する塗着工程と、
塗着された上記液状絶縁被覆材料からなる塗膜を硬化させる塗膜硬化工程とを含み、
上記塗膜硬化工程は、上記液状絶縁被覆材料に含まれる複数の溶剤の消失温度に対応して、段階的に加熱温度を変化させる複数の加熱硬化工程を含む、絶縁被覆線材の製造方法。
【請求項２】
上記加熱硬化工程は、上記線材を加熱することにより、上記液状絶縁被覆材料からなる塗膜の内面側から加熱することにより行われる、請求項１に記載の絶縁被覆線材の製造方法。
【請求項３】
上記加熱硬化工程は、上記塗膜の表面を冷却しながら行われる、請求項２に記載の絶縁被覆線材の製造方法。
【請求項４】
上記各加熱硬化工程は、消失させる各溶剤の沸点温度とこの沸点温度から１０度低い温度との間の温度を作用させて行われる、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の絶縁被覆線材の製造方法。
【請求項５】
上記加熱硬化工程は、上記線材を発熱体に接触させて熱伝導により加熱して行われる、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の絶縁被覆線材の製造方法。
【請求項６】
上記加熱硬化工程は、上記線材を高周波加熱により加熱して行われる、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の絶縁被覆線材の製造方法。
【請求項７】
上記加熱硬化工程は、上記線材に電流を流して抵抗加熱することにより行われる、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の絶縁被覆線材の製造方法。
【請求項８】
上記線材の全周に基礎絶縁被覆層を形成する基礎絶縁被覆層形成工程を含み、
上記基礎絶縁被覆層の全域又は一部の領域に付加絶縁被覆層を形成する付加絶縁被覆層形成工程を含むとともに、
上記塗膜硬化工程は、上記付加絶縁被覆層を形成する液状絶縁被覆材料からなる塗膜に適用される、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の絶縁被覆線材の製造方法。
【請求項９】
絶縁被覆層を備える絶縁被覆線材の製造装置であって、
液状絶縁被覆材料を上記線材の所定部位に線状又は点状に塗着するディスペンサと、塗着された塗膜を硬化させる塗膜硬化装置とを備え、
上記塗膜硬化装置は、塗膜を加熱する加熱硬化装置と、
上記線材を異なる複数の温度で所定時間保持できる制御装置とを備えて構成される、絶縁被覆線材の製造装置。
【請求項１０】
上記加熱硬化装置は、上記線材を加熱して上記塗膜を内面側から加熱できるように構成されている、請求項９に記載の絶縁被覆線材の製造装置。
【請求項１１】
上記塗膜硬化装置は、上記塗膜の表面を冷却できる冷却装置を備えて構成されている、請求項１０に記載の絶縁被覆線材の製造装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載された製造方法によって製造された絶縁被覆線材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、絶縁被覆線材の製造方法、絶縁被覆線材の製造装置及び絶縁被覆線材に関する。詳しくは、線材の所定の部位に所要の厚みの絶縁被覆層を形成することができる絶縁被覆線材の製造方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、電動機を構成するステータに用いるコイルは、銅等の導電性材料から形成された線材の外周面に絶縁被覆層を設けて形成される。従来、上記絶縁被覆層は、ワニス等の熱硬化性樹脂材料を溶剤に溶解した液体を上記線材材料の外周面に塗着し、その後加熱処理することにより、上記溶剤を気化させ、さらに、上記熱硬化性樹脂の塗膜を硬化させて形成されている。
【０００３】
上記線材の外周面に塗着されて絶縁被覆層を構成する上記熱硬化性樹脂材料は、上記加熱処理により一旦軟化し、その後に硬化反応が進行して硬化させられて絶縁被覆層となる。ところが、線材の所定部位に塗着した直後や、加熱処理により軟化する際に、表面張力や重力の影響によって上記熱硬化性樹脂が流動する。このため、厚みが大きい塗膜を硬化させようとすると、塗着した際の厚みが一定であっても、上記厚みを維持したまま硬化させるのは困難である。このため、重力等が作用して、均一な厚みを有する絶縁被覆層を形成することができない。
【０００４】
特に、矩形状断面等を有する線材に所要厚みの絶縁被覆を設ける場合、図１３に示すように、硬化する際に角部の塗膜が隣接する辺部へ流動し、矩形断面の角部の絶縁被覆の厚みが薄くなる一方、各辺の中間部の絶縁被覆の厚みが厚くなり、矩形断面の周囲に均一な絶縁被覆層を形成できないという問題がある。
【０００５】
従来、上記問題を回避するために、厚みの薄い塗着層を形成した後加熱して硬化させる工程を複数回繰り返すことにより、所要の厚みを有するとともに厚みが均一な絶縁被覆層を形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１８２５７７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
たとえば、近年、電動機等のコイルを用いた機器の分野においては、出力向上及び小型化が求められている。上記要請に応えるために、各コイルに大きな電流を流すとともに、大きな電圧を作用させることが考えられる。コイルは銅等の導電性を有する線材から形成される巻線を隣接して巻き回すことにより形成されるものであるため、隣接する巻線間の絶縁性を確保する必要がある。このため、コイル外周面には、絶縁被覆層が所定の厚みで形成されている。
【０００８】
ところが、上述したように、一度の塗着工程において大きな厚みの絶縁被覆を形成しようとすると、図１３に示すように、均一な厚みの絶縁被覆を形成することができず、所要の絶縁性能を確保することができない。したがって、絶縁性能が高い大きな厚みを有するとともに、均一な厚みを有する絶縁被覆を形成するには、塗着工程−硬化工程の繰り返し数が多くなり、製造コストが増加するという問題が生じる。
【０００９】
また、電動機の出力向上及び小型化の要請に応えるためには、コイルの占積率を高める必要がある。占積率を高めるために、断面積の大きな線材材料をあらかじめ所要の形態に成形した複数のセグメントコイルをコアのスロットに装着し、上記スロットから延出するコイルエンド部の接続端部を溶接等することにより接続してコイルを構成する手法を採用することができる。上記セグメントコイルでは、コイル断面積を大きく設定することができるため大電流を流すことができるとともに、スロット内の占積率を大きく設定することが可能となり、電動機の出力を高めることができる。
【００１０】
一方、上記セグメントコイルに大きな電流が流されるため、コイルエンド部において異なる相に属するセグメントコイルが近接あるいは接触して配置される場合、コイル間の電圧が大きくなって部分放電が生じやすい。占積率を低下させることなく部分放電が生じやすいコイル間の絶縁性を確保するためには、コイルエンド部の部分放電が生じやすい外周面に厚みの大きな絶縁被覆層を設けるのが効果的である。ところが、上記従来の手法では、コイルの外周面の一部の領域に大きな厚みを有する絶縁被覆層を形成するのは非常に困難である。また、上記特許文献に記載されているように、高粘度の絶縁被覆材料を噴霧塗装する手法も提案されているが、噴霧面積が塗着面積より大きくなるため、絶縁被覆材料の塗着率が低く効率的ではない。
【００１１】
また、従来、オーブンによる輻射熱や熱風を作用させて、絶縁被覆層を構成する塗膜を外面から硬化させる手法が採用されている。ところが、厚みの大きな塗膜を硬化させるために塗膜の外側から高温を作用させた場合、塗膜の表面が先に硬化するため、内部に上記溶剤成分が閉じ込められた状態となり、図１３に示すように、塗膜内部に溶剤が気化した気泡２７ａが生じやすい。このため、精度の高い厚み等を有する塗膜を形成するのが困難である。
【００１２】
特に、厚みの大きな塗膜を形成するために調整する絶縁被覆材料には、沸点の異なる複数の溶剤を含ませることが多く、塗膜内の溶剤が消失しないうちに塗膜表面が硬化して気泡が発生しやすい。このため、厚み等の精度が高い絶縁被覆層を形成することができない。
【００１３】
本願発明は、上記の問題を解決し、塗膜の内部に気泡が発生するのを防止して、厚みの大きな絶縁被覆層を精度高く形成することを課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本願発明は、絶縁被覆層を備える絶縁被覆線材の製造方法であって、線材表面の所定部位に液状絶縁被覆材料を所定厚みで塗着する塗着工程と、上記液状絶縁被覆材料からなる塗膜を硬化させる塗膜硬化工程とを含み、塗膜硬化工程は、上記液状絶縁被覆材料に含まれる複数の溶剤の消失温度に対応して、段階的に加熱温度を上昇させる複数の加熱硬化工程を含むものである。
【発明の効果】
【００１６】
厚みの大きな絶縁被覆層を精度高く形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本願発明に係る絶縁被覆線材の製造方法に用いる製造装置の一例を示す概要図である。
【図２】塗着工程を行う装置の一例を示す斜視図である。
【図３】図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】均一な塗膜が形成される過程を示す断面図である。
【図５】均一な絶縁被覆層の一形態を示す断面図である。
【図６】本願発明に係る製造方法によって形成されたセグメントコイルの絶縁被覆層の接触状態を模式的に示す図である。
【図７】図６において隣接する二つのコイルの接触部位を模式的に表した断面図である。
【図８】本願発明に係る塗膜硬化装置の第１の実施形態を示す図である。
【図９】本願発明に係る塗膜硬化装置の第２の実施形態を示す図である。
【図１０】本願発明に係る塗膜硬化装置の第３の実施形態を示す図である。
【図１１】本願発明に係る塗膜硬化装置の第４の実施形態を示す図である。
【図１２】加熱硬化工程の温度変化を示す図である。
【図１３】塗着された塗膜が流動するとともに、気泡が発生した絶縁被覆層の状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
〔本願発明の実施形態の概要〕
本実施形態は、絶縁被覆層を備える絶縁被覆線材の製造方法であって、線材表面の所定部位に液状絶縁被覆材料を所定厚みで塗着する塗着工程と、上記液状絶縁被覆材料からなる塗膜を硬化させる塗膜硬化工程とを含み、塗膜硬化工程は、上記液状絶縁被覆材料に含まれる複数の溶剤の消失温度に対応して、段階的に加熱温度を上昇させる複数の加熱硬化工程を含んで構成される。
【００１９】
上記塗着工程を行う手法は特に限定されることはない。たとえば、ディスペンサから液状絶縁被覆材料を吐出させて塗膜を形成する手法を採用できる。ディスペンサの吐出口から液状絶縁被覆材料を吐出させることにより所要の部位に所要の厚みの絶縁被覆層を形成することができる。これにより、液状絶縁被覆材料の塗着率を高めることができる。また、液状絶縁被覆材料の無駄がなくなり、製造コストを低減させることができる。
【００２０】
上記塗着工程によって形成される塗膜の形態も特に限定されることはない。たとえば、線材の表面に、厚みの大きな均一な塗膜を形成することができる。また、線状又は点状の塗膜を形成することもできる。上記ディスペンサから吐出される上記液状絶縁被覆材料の粘度や吐出量等を調節することにより、線材の表面に精度高く絶縁被覆材料を塗着することができる。
【００２１】
上記ディスペンサを用いて、線材の外周面に均一な厚みの塗膜を形成する場合、所定間隔で液状絶縁被覆材料を塗着するとともに、隣接して塗着された塗膜を一体に連続させて膜厚を均一化する均一化工程を含むように構成することもできる。
【００２２】
たとえば、線状又は点状の塗膜を近接させて形成すると、隣接する塗膜を側方に流動させて一体化させることができる。また、上記塗膜の粘度や塗膜硬化工程における加熱温度や時間等を調節することにより、一体化させた塗膜の厚みを均一化することもできる。これにより、線材の一部の領域に、厚みが大きくかつ均一な絶縁被覆層を形成することも可能となる。
【００２３】
本実施形態に係る絶縁被覆線材の製造方法は、上記液状絶縁被覆材料からなる塗膜を硬化させる塗膜硬化工程を含み、上記塗膜硬化工程は、上記液状絶縁被覆材料に含まれる複数の溶剤の消失温度に対応して、段階的に加熱温度を変化させる複数の加熱硬化工程を含んで構成される。
【００２４】
液状絶縁被覆材料に沸点が異なる複数の溶剤が含まれる場合、沸点が低い溶剤に合わせて加熱硬化温度を設定すると、塗膜の硬化に時間を要したり、塗膜を十分に硬化させることができない恐れがある。一方、加熱硬化温度を沸点が高い溶剤に合わせた場合、沸点が低い溶剤が急激に気化して気泡が発生することになる。このため、本実施形態は、上記液状絶縁被覆材料に含まれる複数の溶剤の消失温度に対応して、段階的に加熱温度を変化させる複数の加熱硬化工程を含ませる。これにより、溶剤が塗膜内で急激に気化して気泡が生じるのを効果的に防止して、精度の高い絶縁被覆層を形成することができる。また、塗膜硬化工程に要する時間が増大することもない。
【００２５】
上記加熱硬化工程は、消失させる各溶剤の沸点温度とこの沸点温度から１０度低い温度との間の温度を作用させて行うのが好ましい。これにより、気泡を発生させることなく、各溶剤を効率よく気化させることが可能となる。
【００２６】
厚みの大きな塗膜内に気泡が発生するのは、塗膜の表面が先に硬化して、内部の溶剤を十分に排出できないことも一因である。
【００２７】
上記不都合を回避するため、上記加熱硬化工程を、上記線材を加熱することにより、上記液状絶縁被覆材料からなる塗膜の内面側から加熱して行うことができる。塗膜を内面側から加熱することにより、塗膜内部の溶剤を塗膜表面から円滑に気化させて消失させることができる。このため、気泡の発生を防止できるとともに、厚みの大きな絶縁被覆層を精度高く形成することが可能となる。
【００２８】
上記加熱硬化工程として、種々の手法を採用することができる。たとえば、上記加熱硬化工程を、上記線材を発熱体に接触させて熱伝導により加熱して行うことができる。この場合、加熱硬化させる塗膜が形成されていない部位を発熱体に接触させる。たとえば、部分的に絶縁被覆層が形成される場合には、上記絶縁被覆層が形成されていない部位をヒータ等に接触させる。また、絶縁被覆線材においては端部の絶縁被覆は除去されるため、この端部に熱を加えて線材を加熱することもできる。
【００２９】
また、上記加熱硬化工程を、上記線材に電流を流して抵抗加熱することにより行うことができる。たとえば、絶縁被覆線材を除いた端部から電流を流して、線材を加熱することができる。この手法を採用することにより、複雑な形態に曲折された線材を効率よく加熱することができる。また、断面の全周に絶縁被覆層を形成する場合にも対応することができる。
【００３０】
また、上記加熱硬化工程を、上記線材を高周波加熱により加熱して行うことができる。高周波によって線材内にうず電流が発生するため、これにより線材を加熱することができる。この手法を採用すると、線材の全周囲に設けられた塗膜でも、ヒータ等に接触させることなく、上記塗膜の内面側から加熱することが可能となる。
【００３１】
厚みの大きな絶縁被覆層を形成する場合、塗着工程あるいは塗膜硬化工程の途中において、絶縁被覆材料が流動して所要の厚みの絶縁被覆層を形成できない場合がある。
【００３２】
上記不都合を回避するため、上記加熱硬化工程を、液状絶縁被覆材料からなる塗膜の表面を冷却しながら行うことができる。
【００３３】
塗膜の表面を冷却する手法は特に限定されることはない。たとえば、冷風を塗膜の表面に当てながら、線材を加熱して上記塗膜の内面側から加熱することができる。塗膜の表面側を冷却することにより、塗膜の表面が先に硬化するのを防止して、上記溶剤の気化を促進し、気泡の発生を防止できる。また、塗膜の表面を冷却することにより、塗膜表面層の粘度が高まる。このため、塗膜硬化工程における塗膜の流動を低下させ、厚み等の精度の高い絶縁被覆層を形成することができる。
【００３４】
また、本実施形態に係る絶縁被覆線材の製造方法は、線材の全体に絶縁被覆層を形成する工程に適用することもできるし、線材の一部に絶縁被覆層を形成することもできる。さらに、本実施形態に係る絶縁被覆線材の製造方法を、基礎絶縁被覆層を備えるとともに、この基礎絶縁被覆層の所定部位に付加絶縁被覆層が設けられる絶縁被覆線材に適用することもできる。すなわち、上記線材の全周に基礎絶縁被覆層を形成する基礎絶縁被覆層形成工程を含み、上記基礎絶縁被覆層の全域又は一部の領域に付加絶縁被覆層を形成する付加絶縁被覆層形成工程を含むとともに、上記塗膜硬化工程を、上記液状絶縁被覆材料からなる塗膜に適用することができる。この手法を採用することにより、所要の部位に厚みの大きな絶縁被覆層を精度高く形成することが可能となる。
【００３５】
本実施形態に係る絶縁被覆線材の製造装置を、上記液状絶縁被覆材料を上記線材の所定部位に線状又は点状に塗着するディスペンサと、塗着された塗膜を硬化させる塗膜硬化装置とを備え、上記塗膜硬化装置を、塗膜を加熱する加熱硬化装置と、上記線材を異なる複数の温度で所定時間保持できる制御装置を備えて構成することができる。
【００３６】
また、上記塗膜硬化装置を、上記線材を加熱して上記塗膜を内面側から加熱できるように構成された加熱硬化装置を備えて構成することができる。さらに、上記塗膜硬化装置を、上記塗膜の表面を冷却できる冷却装置を備えて構成することができる。
【００３７】
〔実施形態の詳細〕
以下、本願発明の実施形態の詳細を図に基づいて説明する。
【実施形態の詳細】
【００３８】
以下、本願発明の実施形態を図に基づいて具体的に説明する。なお、本実施形態は、本願発明を、図６に示すセグメントコイル１０を構成するための矩形断面を有する線材１に適用したものである。
【００３９】
図１は、本願発明に係る絶縁被覆線材の製造装置の一例を示す図である。
【００４０】
本実施形態に係る絶縁被覆線材の製造方法に用いる製造装置１００は、基礎絶縁被覆層形成装置５１と、付加絶縁被覆層形成装置５２とを備えて構成される。
【００４１】
本実施形態は、矩形断面を有しており、コアのスロットに収容される直線部Ａと、上記直線部Ａをつなぐコイルエンド部Ｂとを備える図６に示す形態のセグメントコイル１０を構成するための線材１に適用される。また、図１に示す塗膜７は、図６に示す各セグメントコイル１０ａ〜１０ｄのコイルエンド部Ｂの付加絶縁被覆層１１，１２を構成する。上記付加絶縁被覆層形成装置５２は、上記付加絶縁被覆層１１，１２を線材１の軸方向に所定長さで形成できるように構成されている。
【００４２】
また、図７に示すように、本実施形態では、１のコイル１０ａに設けた付加絶縁被覆層１１が、コイルエンド部においてステータの径方向に隣接する他のコイル１０ｂ〜１０ｄの基礎絶縁被覆層４と近接あるいは接触して絶縁性を高めるように構成される。このため、上記コイルエンド部Ｂの山形の一方の斜辺部の角部を含む長辺の所定領域に上記付加絶縁被覆層１１，１２が形成される。
【００４３】
上記基礎絶縁被覆層形成装置５１と、付加絶縁被覆層形成装置５２とは、連続して設けられており、これら装置によって基礎絶縁被覆層形成工程と、付加絶縁被覆層形成工程とを連続して行い、基礎絶縁被覆層４と付加絶縁被覆層１１，１２とを一度に形成できるように構成されている。
【００４４】
上記基礎絶縁被覆層形成装置５１は、線材１を、基礎絶縁被覆材料３を収容した槽２内に通し、線材１の表面に基礎絶縁被覆材料３を付着させた後、第１の加熱装置１８によって上記基礎絶縁被覆層４を硬化させるように構成されている。上記基礎絶縁被覆層形成装置５１は、既知の絶縁被覆層形成装置を利用して構成することができる。また、上記基礎絶縁被覆材料３も特に限定されることはなく、従来の絶縁被覆層を形成できる樹脂材料を採用できる。たとえば、ポリイミドやポリアミドイミド等を含んだワニスや、アルミナやシリカ等の無機フィラーを樹脂に含んだワニスを採用できる。
【００４５】
上記第１の加熱装置１８の構成も特に限定されることはなく、従来の種々の加熱装置を採用することができる。たとえば、上記基礎絶縁被覆層４に温風を送るように構成することができる。上記第１の加熱装置１８は、塗着された基礎絶縁被覆層４を、３００℃以上に加熱できるように構成されている。なお、本実施形態では、付加絶縁被覆層を形成するため、基礎絶縁被覆層４の厚みを小さく設定することもできる。また、基礎絶縁被覆層４の厚みに多少のばらつきがあっても、付加絶縁被覆層１１，１２によって補完することができる。なお、ピンホールが生じるのを防止するために、基礎絶縁被覆層４を、３層以上の塗着層を設けて構成することができる。
【００４６】
上記基礎絶縁被覆層４の厚みも特に限定されることはなく、たとえば、厚みが５μｍ〜５０μｍの基礎絶縁被覆４を形成できる。また、上記基礎絶縁被覆材料３の粘度も特に限定されることはなく、たとえば、３０℃において、１０Ｐ〜２００Ｐのものを採用できる。
【００４７】
本実施形態では、上記基礎絶縁被覆層４が形成された線材１に対して付加絶縁被覆層を形成する付加絶縁被覆層形成工程が行われる。
【００４８】
上記付加絶縁被覆層形成装置５２は、付加絶縁被覆層１１，１２を構成する液状の付加絶縁被覆材料１７を、上記基礎絶縁被覆層４が形成された線材１の表面の所定部位に線状又は点状に塗着するディスペンサ５と、上記線材１の表面に塗着された塗膜７ａ〜７ｅを均一化する第２の加熱装置１９と、均一化された塗膜７ａ〜７ｅを硬化させる加熱硬化装置２０とを備えて構成される。
【００４９】
本実施形態に係る上記ディスペンサ５は、ニードルタイプのディスペンサが採用されており、先端に設けられた針状の吐出口６から、上記付加絶縁被覆材料１７が線材１の表面に吐出される。本実施形態では、直径が０．５〜２．０ｍｍの吐出口６から上記付加絶縁被覆材料１７を吐出させるように構成している。
【００５０】
上記ディスペンサ５の構成は特に限定されることはなく、種々の形態及び方式のディスペンサを採用できる。上記ディスペンサ５には、図示しない吐出制御装置が付属しており、所定量の付加絶縁被覆材料１７を所定間隔（長さ）で吐出するように構成されている。また、上記吐出口６の先端を、線材１の表面から所定距離だけ離間させて、上記付加絶縁被覆材料１７を吐出するように構成するのが好ましい。これにより、線材によじれや凹凸があっても、付加絶縁被覆材料１７を均一に塗着させることができる。
【００５１】
図２に示すように、上記付加絶縁被覆材料１７からなる塗膜を、線材１の角部を含む長辺の全域に設けるため、複数のディスペンサ５ａ〜５ｅが所定間隔を開けて配列されており、上記ディスペンサ５ａ〜５ｅから、上記線材１の長辺に所定間隔で付加絶縁被覆材料１７を線状に塗着した塗膜７ａ〜７ｅが形成されるように構成されている。
【００５２】
図４及び図５に示すように、線材１の軸方向に平行線状に塗着された複数の塗膜７ａ〜７ｅは、塗着後に線材の横方向に広がって一体に連続するとともに、厚みが均一化される。本実施形態では、上記付加絶縁被覆材料１７として熱硬化性のポリアミドイミド樹脂溶液（以下、ＰＡＩ樹脂溶液）が採用されており、第２の加熱装置１９によって加熱する初期の軟化現象を利用して塗膜７（７ａ〜７ｅ）の厚みを均一化する均一化工程が行われる。
【００５３】
上記付加絶縁被覆材料１７として、上述した基礎絶縁被覆材料３より粘度が高いＰＡＩ樹脂溶液を採用することができる。たとえば、絶縁電線の絶縁被覆層を形成する絶縁性樹脂を溶剤に溶解してなる１０Ｐ以上の高粘度のＰＡＩ樹脂溶液を採用するのが好ましい。これにより、厚みの大きな付加絶縁被覆層を形成することができる。
【００５４】
本実施形態に係る上記ＰＡＩ樹脂溶液は、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（沸点２０２℃：以下、ＮＭ２Ｐという）と、キシレン（沸点１３７〜１４４℃）とを上記溶剤として含んで構成されている。上記ＮＭ２Ｐは主溶剤であり、粘度を調整するため、キシレンが配合される。
【００５５】
本実施形態に係る上記均一化工程は、上記付加絶縁被覆材料１７の粘度が２５℃におけるその粘度の０．１〜０．７倍となる温度となるように、５秒以上１０分以下となるように上記線材を加熱することにより行われる。この条件は、上述した基礎絶縁被覆層形成工程における加熱条件、及び後に行われる塗膜硬化工程における加熱条件よりもはるかに低い温度で、かつ短時間加熱することにより行われる。上記配合の溶剤を採用する場合、上記均一化工程は４０〜８０℃で行われる。
【００５６】
図５に示すように、上記均一化工程を行うことにより、離間して塗着された塗膜７ａ〜７ｅが一体に連続させられるとともに、連続する塗膜７の厚みが均一化され、平角線材の長辺の表面に均一で所要の厚みを備える塗膜７が形成される。
【００５７】
その後、加熱硬化装置２０によって、上記塗膜７を硬化させる塗膜硬化工程が行われる。上記塗膜硬化工程は、図１２に示すように、上記付加絶縁被覆材料１７を構成する溶剤の沸点以下の温度から徐々に加熱して乾燥させ、最終的に２５０℃以上で９０分以上加熱して塗膜７を硬化させることにより行われる。
【００５８】
図１２に示す第１の加熱硬化工程Ｓ１及び上記第２の加熱硬化工程Ｓ２は、主として上記溶剤を塗膜内から消失させるために行われる工程であり、消失させる上記各溶剤の沸点温度とこの沸点温度から１０度低い温度との間の温度を作用させて行われる。本実施形態に係る上記塗膜硬化工程は、室温近傍から上記キシレンの沸点近傍の温度（１４０℃）まで加熱して所定時間（２０〜３０分）保持する上記第１の加熱硬化工程Ｓ１と、上記キシレンの沸点近傍の温度から上記ＮＭ２Ｐの沸点近傍の温度２２０℃まで加熱して所定時間（２０〜３０分）保持する上記第２の加熱硬化工程Ｓ２と、２５０℃以上に加熱して所定時間（２０〜３０分）保持して塗膜の硬化を促進する硬化促進工程Ｓ３とを含んで行われる。
【００５９】
上記第１の加熱硬化工程Ｓ１及び上記第２の加熱硬化工程Ｓ２を行うことにより、塗膜７内から溶剤を消失させた後に、塗膜７を硬化させることが可能となる。このため、塗膜内に気泡が発生するのを防止することができる。また、精度の高い厚み等を有する付加絶縁被覆層１１，１２を形成することが可能となる。
【００６０】
また、図８に示すように、本実施形態に係る上記加熱硬化装置２０は、ヒータ２０ｂを内蔵した加熱プレート２０ａを備えて構成されている。上記ヒータ２０ｂに電源装置２０ｃから電流を流すことにより上記加熱プレート２０ａが加熱される。一方、図５に示すように、矩形断面の線材１の一方の長辺に未硬化の塗膜７が形成された状態で、塗膜が形成されていない側の長辺側の外面を上記加熱プレートに接触させて、上記線材１を熱伝導によって加熱するように構成されている。上記加熱硬化装置２０には、図１２に示す温度管理ができる図示しない制御装置が設けられている。
【００６１】
上記加熱硬化装置２０を用いた上記加熱硬化工程において、上記線材１を加熱することにより、上記線材１に塗着された上記付加絶縁被覆材料１７からなる塗膜７の内面側から加熱することができる。塗膜内面側から加熱することにより、塗膜内部に存在する溶剤を塗膜表面から円滑に気化させて消失させ、その後に塗膜の全体を硬化させることができる。このため、塗膜７の内部に気泡が発生するのを防止できるとともに、厚みの大きな絶縁被覆層を精度高く形成することが可能となる。なお、図８に示す加熱硬化装置２０を採用して、図７に示すような矩形断面を有する線材１の２つの対向する長辺に付加絶縁被覆層１１ａ，１１ａを形成する場合、図１に示す付加絶縁被覆層形成装置５２を２組設ければよい。
【００６２】
加熱硬化装置の他の実施形態を図９〜図１１に示す。図９に示す加熱硬化装置２２０は、線材２０１を高周波加熱により加熱するように構成される。上記加熱硬化装置２２０は、ケース２２０ａに収容されるとともに、高周波を発生させるコイル２２０ｂと、上記コイル２２０ｂに高周波電流を流す電源装置２２０ｃとを備えて構成される。
【００６３】
線材２０１に、上記コイル２２０によって発生した高周波を作用させることにより、線材２０１内にうず電流が発生する。これにより線材２０１を加熱することができる。この手法を採用すると、塗膜２０７が、線材２０１の断面の全周囲に設けられた場合でも、塗膜２０７をヒータ等に接触させることなく、上記塗膜２０７の内面から加熱することが可能となる。
【００６４】
図１０に示す加熱硬化装置３２０は電源装置３２０ｃを備えて構成されており、線材１に電流を流して線材自体を加熱するものである。たとえば、図１０に示すように、コイルの形態に曲折された線材の端部３０１ａ，３０１ｂから電流を流して、線材１を加熱することができる。この手法を採用することにより、複雑な形態に曲折された線材１を均一に効率よく加熱することができる。また、線材１の断面の全周に塗膜が形成された場合にも対応することができる。
【００６５】
図１１に示す加熱硬化装置４２０は、図８に示す加熱硬化装置の変形例であり、熱伝導によって加熱硬化工程を行う場合においても、コイル断面の全周に形成された塗膜を一度に内面から加熱できるように構成したものである。たとえば、図６に示すようなコイルエンド部Ｂにのみ付加絶縁被覆層４０７を備えるコイルを形成する場合に好適である。
【００６６】
図１１に示す実施形態では、ヒータを内蔵するプレート４２０ａの上面に少なくとも一対の加熱凸部４２０ｄが形成されている。付加絶縁被覆層が形成されない部位、たとえば図６に示す直線部Ａを上記加熱凸部４２０ｄに接触させ、上記加熱凸部４２０ｄを介した熱伝導によって、線材４０１を加熱できるように構成されている。
【００６７】
上記構成を採用することにより、断面の全周に付加絶縁被覆層を形成する場合においても、塗膜４０７の内面から加熱することが可能となり、塗膜内に気泡が発生するのを防止することができる。また、線材４０１を曲折加工した後に付加絶縁被覆層を形成することも可能となる。
【００６８】
さらに、図１に示す付加絶縁被覆層形成装置５２には、上記加熱硬化工程を行う塗膜の外面を冷却できる塗膜冷却装置６０が設けられている。上記塗膜冷却装置６０は、室温以下の空気を塗膜７に吹きつけて、塗膜表面を冷却することができるように構成されている。
【００６９】
上記塗膜７の表面を冷却しながら加熱硬化工程を行うことにより、塗膜７の表面が硬化するのを防止して溶剤の気化を促進し、気泡の発生を防止できる。また、冷却により、塗膜表面の粘度が高まり、塗膜硬化工程における塗膜の保形性が高まる。このため、加熱硬化工程における塗膜の流動を抑制し、厚み等の精度の高い絶縁被覆層１１，１２を形成することができる。
【００７０】
図１２に示すように、上記加熱硬化工程Ｓ２が終了した後、上記加熱硬化工程Ｓ２における加熱温度より高い温度（２５０℃以上）に加熱した状態で所定時間（２０〜３０分）保持する硬化促進工程Ｓ３が行われる。これにより、塗膜７が硬化させられて、付加絶縁被覆層１１，１２が形成される。
【００７１】
なお、図１に示す実施形態では、直線状の線材１に基礎絶縁被覆層４と付加絶縁被覆層１１，１２を備える絶縁被覆線材９を形成した後、この絶縁被覆線材９を所定長さに切断して曲げ加工を施し、各セグメントコイル１０ａ〜１０ｄを形成したが、曲げ加工を施した後に、基礎絶縁被覆層４と付加絶縁被覆層１１，１２とを形成することもできる。また、基礎絶縁被覆層４を形成した後に、曲げ加工を施し、その後に付加絶縁被覆層１１，１２を形成することもできる。
【００７２】
また、本実施形態に係る付加絶縁被覆層１１，１２には曲げ加工が施されないため、破断伸び率が小さい安価な絶縁性樹脂材料を採用することができる。たとえば、上記ポリイミド樹脂の他に、ポリエステルイミド樹脂やポリアミドイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等を採用することができる。
【００７３】
また、本実施形態においては、本願発明を、矩形断面を有する線材から形成されたセグメントコイルに適用したが、線材の断面形態やコイル形態は特に限定されることはなく、たとえば、連続した円形断面を備える線材から形成されたコイルに本願発明を適用することもできる。また、コイル用線材のみならず、種々の用途に用いられる絶縁被覆線材に本願発明を適用できる。また、付加絶縁被覆層の形態や部位も実施の形態に限定されることはない。
【００７４】
本願発明の範囲は、上述の実施形態に限定されることはない。今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって、制限的なものでないと考えられるべきである。本願発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
膜厚が大きな絶縁被覆層を、少ない工程で形成できるとともに、絶縁性を確保する必要がある所要の部位に厚みが均一な絶縁被覆層を設けることができる。
【符号の説明】
【００７６】
１  線材
２  基礎絶縁被覆材料を収容した槽
３  基礎絶縁被覆材料
４  絶縁被覆層（基礎絶縁被覆層）
５（５ａ〜５ｅ）  ディスペンサ
５ａ〜５ｅ  ディスペンサ
６  吐出口
７  塗膜（付加絶縁被覆層）
７ａ〜７ｅ  塗膜（付加絶縁被覆層）
９  絶縁被覆線材
１０  セグメントコイル
１０ａ〜１０ｄ  セグメントコイル
１１  付加絶縁被覆層
１２  付加絶縁被覆層
１７  付加絶縁被覆材料（液状絶縁被覆材料）
１８  第１の加熱装置
１９  第２の加熱装置
２０  加熱硬化装置
２０ａ  プレート部
２０ｂ  ヒータ
２０ｃ  電源装置
２７  従来の絶縁被覆層
２９  従来の絶縁被覆線材
２７ａ  気泡
５１  基礎絶縁被覆層形成装置
５２  付加絶縁被覆層形成装置。
６０  塗膜冷却装置
２０１  線材
２０４  基礎絶縁被覆層
２０７  付加絶縁被覆層（塗膜）
２２０  加熱硬化装置
２２０ａ  プレート部
２２０ｂ  コイル
２２０ｃ  電源装置
２５２  付加絶縁被覆層形成装置
３０１ａ  線材の端部
３０１ｂ  線材の端部
３０４  基礎絶縁被覆層
３０７  付加絶縁被覆層（塗膜）
３２０  加熱硬化装置
３２０ｃ  電源装置
３５２  付加絶縁被覆層形成装置
４０１  線材
４０４  基礎絶縁被覆層
４０７  付加絶縁被覆層（塗膜）
４２０  加熱硬化装置
４２０ａ  プレート部
４２０ｂ  ヒータ
４２０ｃ  電源装置
４２０ｄ  加熱凸部
４５２  付加絶縁被覆層形成装置
Ａ  直線部
Ｂ  コイルエンド部
Ｓ１  第１の加熱硬化工程
Ｓ２  第２の加熱硬化工程
Ｓ３  硬化促進工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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