(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的に搬送される金属線材の搬送経路に沿って、
表面に潤滑剤が塗布された金属線材を通過させる貫通孔を有する伸線ダイスと、
前記伸線ダイスにて伸線された前記金属線材を加熱し、前記金属線材の表面に付着する前記潤滑剤を揮発させる加熱部と、
エアを噴射するエア噴射機構を有し、前記加熱部にて加熱された前記金属線材にエアを噴射することにより、前記金属線材と前記金属線材の表面に残存する異物の両方もしくは片方を振動させて当該異物を振るい落とす異物除去部と、
前記異物除去部から搬出される前記金属線材に当接するように配置され、前記金属線材の搬送方向下流側への振動の伝播を抑制する振動抑制部材と、
前記振動抑制部材の下流に配置され、前記金属線材の外周に絶縁被覆を形成する絶縁被覆形成部と、を備える、絶縁電線の製造装置。
【請求項２】
前記異物除去部は、前記エア噴射機構が前記金属線材に対して搬送方向下流側から斜めにエアを噴射するように構成されている、請求項１に記載の絶縁電線の製造装置。
【請求項３】
前記異物除去部は、振るい落とされた前記異物を吸引する吸引機構をさらに備える、請求項１又は２に記載の絶縁電線の製造装置。
【請求項４】
前記振動抑制部材は、弾性材料からなるローラであり、前記金属線材の搬送にともなって従動回転するように支持される、請求項１〜３のいずれかに記載の絶縁電線の製造装置。
【請求項５】
前記加熱部は、不活性ガス雰囲気または還元性ガス雰囲気である、請求項１〜４のいずれかに記載の絶縁電線の製造装置。
【請求項６】
搬送経路に沿って連続的に搬送される金属線材の表面に潤滑剤を塗布し、前記金属線材を伸線ダイスにより伸線する伸線工程と、
伸線した前記金属線材を加熱し、前記金属線材の表面に付着する前記潤滑剤を揮発させる揮発工程と、
加熱した前記金属線材に振動抑制部材を当接させつつ、前記金属線材の前記振動抑制部材よりも搬送方向上流側にエアを噴射することにより、前記金属線材と前記金属線材の表面に残存する異物の両方もしくは片方を振動させて当該異物を振るい落とす異物除去工程と、
異物除去工程後の前記金属線材の外周を被覆するように絶縁被覆を形成する絶縁被覆形成工程と、を有する、絶縁電線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁電線の製造装置および製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、モータや変圧器などの電気機器のコイルには、導体の外周を被覆するように絶縁被覆を設けた絶縁電線が使用されている。絶縁電線は、例えば、導体となる金属線材を伸線ダイスに導入して伸線する工程と、伸線した金属線材の周囲に絶縁塗料を塗布・加熱して絶縁被覆を形成する工程とを、金属線材を搬送しながら行うことで、連続的に作製される。
【０００３】
絶縁電線の作製において、伸線された金属線材の表面には、伸線ダイスとの摩擦を低減するために使用された潤滑剤や、伸線の際に伸線ダイスとの摩擦により生じたダイスカス（例えば金属粉）などが異物として付着しているため、絶縁被覆を形成する前に、これら異物を除去する必要がある。線材表面に異物が残存していると、例えば、異物が絶縁被覆中に混入して欠陥を生じさせたり、絶縁塗料の塗布ダイスに混入して目詰まりを生じさせたりするおそれがある。
【０００４】
この洗浄方法としては、例えば、ブラシが設けられたハウジング内に金属線材を導入し、このハウジング内に空気を導入してブラシを回転させることにより、金属線材の表面を洗浄する方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。また例えば、金属線材を洗浄液中に導入して超音波洗浄するとともに、ブラシで洗浄する方法が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。また例えば、一対のローラを互いに接触するように配置し、このローラ間に金属線材を通過させて、各ローラに異物を転写して取り除く方法が提案されている（例えば、特許文献３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−１４８０４４号公報
【特許文献２】特開平０１−２５４３１８号公報
【特許文献３】特許第３２１７９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記洗浄方法では、以下のような問題点がある。
すなわち、特許文献１〜３のようにブラシやローラなどを金属線材に接触させると、その表面に傷がついてしまうことがある。
また、特許文献２のように洗浄液中に金属線材を通過させると、洗浄液が表面に残存してしまうことがある。
また、特許文献１のようにブラシのみで洗浄する場合、金属粉などを除去できても、潤滑油などの潤滑剤を十分に洗浄できないため、洗浄ムラが生じるおそれがある。
また、特許文献３のようにローラで金属線材を一方向のみに洗浄する場合、ある領域では異物が除去されずに残存してしまうといったように洗浄ムラが生じるおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みて成されたものであり、伸線により金属線材に付着する異物を洗浄ムラや表面損傷を引き起こすことなく、好適に取り除く技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、
連続的に搬送される金属線材の搬送経路に沿って、
表面に潤滑剤が塗布された金属線材を通過させる貫通孔を有する伸線ダイスと、
前記伸線ダイスにて伸線された前記金属線材を加熱し、前記金属線材の表面に付着する前記潤滑剤を揮発させる加熱部と、
エアを噴射するエア噴射機構を有し、前記加熱部にて加熱された前記金属線材にエアを噴射することにより、前記金属線材と前記金属線材の表面に残存する異物の両方もしくは片方を振動させて当該異物を振るい落とす異物除去部と、
前記異物除去部から搬出される前記金属線材に当接するように配置され、前記金属線材の搬送方向下流側への振動の伝播を抑制する振動抑制部材と、
前記振動抑制部材の下流に配置され、前記金属線材の外周に絶縁被覆を形成する絶縁被覆形成部と、を備える、絶縁電線の製造装置が提供される。
【０００９】
本発明の他の態様によれば、
搬送経路に沿って連続的に搬送される金属線材の表面に潤滑剤を塗布し、前記金属線材を伸線ダイスにより伸線する伸線工程と、
伸線した前記金属線材を加熱し、前記金属線材の表面に付着する前記潤滑剤を揮発させる揮発工程と、
加熱した前記金属線材に振動抑制部材を当接させつつ、前記金属線材の前記振動抑制部材よりも搬送方向上流側にエアを噴射することにより、前記金属線材と前記金属線材の表面に残存する異物との両方もしくは片方を振動させて当該異物を振るい落とす異物除去工程と、
異物除去工程後の前記金属線材の外周を被覆するように絶縁被覆を形成する絶縁被覆形成工程と、を有する、絶縁電線の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、伸線により金属線材に付着する異物を洗浄ムラや表面損傷を引き起こすことなく、好適に取り除くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る絶縁電線の製造装置の概略構成図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、絶縁電線の構成例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜本発明の一実施形態＞
以下、本発明の一実施形態に係る絶縁電線の製造装置および絶縁電線の製造方法について図を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る絶縁電線の製造装置の概略構成図である。
【００１３】
〔絶縁電線の製造装置〕
製造装置１００は、金属線材１を送出機１１０から送り出しつつ、巻取機１２０で巻き取ることで、金属線材１を連続的に供給できるように構成され、金属線材１の搬送経路に沿って、上流から順に、伸線ダイス１３０、加熱炉１４０、異物除去部１５０、振動抑制部材１６０、および絶縁被覆形成部１７０を備えて構成されている。
【００１４】
伸線ダイス１３０は、搬送方向上流側から下流側に向かって径が細くなる貫通孔（図示略）を有し、この貫通孔に金属線材１が通過することにより、金属線材１の外径を細くできるように構成されている。また、伸線ダイス１３０は、金属線材１との摩擦を軽減するために、貫通孔を通過する金属線材１の表面に潤滑剤（例えば潤滑油）を塗布するように構成されている。
【００１５】
伸線ダイス１３０の下流には、加熱部として加熱炉１４０が設けられている。加熱炉１４０は、伸線ダイス１３０で伸線され、表面に潤滑剤や異物が付着している金属線材１がその内部を通過するときに、潤滑剤を加熱により揮発させる。
【００１６】
加熱炉１４０は、金属線材１の酸化を抑制する観点から、不活性ガス雰囲気もしくは還元性ガス雰囲気となるように構成されていることが好ましい。不活性ガスとしては、例えば、窒素や二酸化炭素、ヘリウムなどを用いることができる。還元性ガスとしては、例えば、還元効果のある一酸化炭素などを用いることができる。
【００１７】
加熱炉１４０の下流には、異物除去部１５０が設けられている。異物除去部１５０は、エアを噴射するエア噴射機構としての噴射ノズル１５１とバックロール１５２とを有し、金属線材１をバックロール１５２で支持しつつ、噴射ノズル１５１により金属線材１に対してエアを噴射するように構成されている。本実施形態では、噴射ノズル１５１は、異物除去部１５０を通過する金属線材１に対して、所定圧力のエアを断続的に噴射する。これにより、金属線材１とその表面に残存する異物、例えば、伸線による金属粉や揮発した潤滑剤の残渣などの両方もしくは片方を振動させ、当該異物を振るい落とすことができる。なお、エアによれば、付着する異物を直接除去することもできる。また、エアとしては、圧縮空気などを用いることができる。
【００１８】
また、異物除去部１５０は、金属線材１に対して搬送方向下流側から上流側に向かって斜めにエアを吹き付けるように、噴射ノズル１５１が設置されていることが好ましい。この場合、下流から上流に向かってエアが流れるので、振動により落ちた異物が下流側に飛散し、金属線材１に再付着してしまうことを抑制できる。
【００１９】
また、異物除去部１５０は、振動により振るい落とされる異物を吸引する吸引機構として、吸引ノズル１５３をさらに有することが好ましい。吸引ノズル１５３は、噴射ノズル１５１からのエアを吸引できるように噴射ノズル１５１よりも上流側に設けるとよい。本実施形態では、図１に示すように、噴射されたエアがバックロール１５２上で反射するので、この反射するエアを吸引できるように吸引ノズル１５３が設けられているとよい。吸引ノズル１５３によれば、噴射したエアにより舞い上がる異物を吸引することが可能となり、異物除去部１５０における異物の再付着を抑制することができる。
【００２０】
また、異物除去部１５０には、２以上の噴射ノズル１５１が設けられていてもよい。例えば、図１に示すように、搬送される金属線材１の垂直方向の上側と下側の両方からエアを噴射するように、２つの噴射ノズル１５１が設けられていてもよい。これにより、金属線材１のあらゆる領域にエアを噴射して異物を除去できるので、洗浄ムラを抑制することができる。
【００２１】
異物除去部１５０の下流には、振動抑制部材１６０が設けられている。振動抑制部材１６０は、異物除去部１５０から搬出される金属線材１に当接するように設けられ、金属線材１において搬送方向下流側への振動の伝播を抑制する。後述するように、金属線材１には絶縁塗料を塗布して加熱により絶縁被覆２を形成するが、絶縁塗料を塗布する際に金属線材１が振動していると、塗布厚さを均一にできず、絶縁被覆２を均一な厚さで形成できなくなるおそれがある。本実施形態では、異物除去部１５０の下流に振動抑制部材１６０を設けることにより、振動抑制部材１６０よりも上流側にある異物除去部１５０で金属線材１に付与された振動を振動抑制部材１６０よりも下流側に伝播させないようにしている。
【００２２】
振動抑制部材１６０としては、特に限定されないが、搬送される金属線材１の表面を傷つけないようにする観点からは、ナイロンなどの弾性材料からなるローラを用いることが好ましい。さらに、ローラは、金属線材１の搬送に伴って従動回転できるように支持されていることが好ましい。
【００２３】
振動抑制部材１６０の下流には、絶縁被覆形成部１７０が設けられている。絶縁被覆形成部１７０には、搬送される金属線材１の周囲に絶縁塗料を塗布する塗料塗布部（図示略）と、塗布された絶縁塗料の塗布厚（塗布量）を調整する塗装ダイス（図示略）と、絶縁塗料を焼き付ける（加熱する）焼付炉（図示略）とが設けられている。
【００２４】
〔絶縁電線の製造方法〕
次に、上述した製造装置１００を用いて絶縁電線３を製造する方法について説明する。本実施形態では、金属線材１を連続的に搬送しながら、伸線工程、揮発工程、異物除去工程および絶縁被覆形成工程を行うことにより、長尺の絶縁電線３を作製する。以下、各工程について詳述する
【００２５】
（伸線工程）
送出機１１０から送り出された金属線材１に潤滑剤を塗布し、伸線ダイス１３０の貫通孔に導入することで、金属線材１を伸線する。伸線により金属線材１を引き伸ばし、所望の外径となるようにする。伸線された金属線材１の表面には、潤滑剤や、伸線の際に生じた金属粉などの異物が付着することになる。
【００２６】
金属線材１としては、導電性の高い金属、例えば、低酸素銅や無酸素銅、もしくはアルミニウムからなる線材を用いることができる。また、その断面形状は、特に限定されないが、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、断面形状が矩形の平角線や円形の丸線を用いることができる。なお、金属線材１は表面に錫やニッケル等の金属メッキが施されていてもよい。
【００２７】
（揮発工程）
続いて、伸線した金属線材１を加熱部としての加熱炉１４０に導入する。加熱炉１４０にて金属線材１を加熱することにより、その表面に付着する潤滑剤を揮発させる。これにより、金属粉などの異物を乾燥させることができ、後述の異物除去工程にて金属線材１の表面から異物を除去しやすくなる。
【００２８】
揮発工程において、金属線材１の酸化を抑制する観点からは、加熱炉１４０内を不活性ガスもしくは還元性ガスの雰囲気とすることが好ましい。なお、揮発工程では、潤滑剤が揮発して残渣が残存することもあるが、この残渣は後述の異物除去工程にて異物として除去されることになる。
【００２９】
（異物除去工程）
続いて、揮発工程後の金属線材１を、噴射ノズル１５１および吸引ノズル１５３を有する異物除去部１５０に導入する。異物除去部１５０にて、噴射ノズル１５１により金属線材１に所定圧力のエアを断続的に噴射する。これにより、金属線材１と金属線材１の表面に残存する乾燥した異物（金属粉など）の両方もしくは片方を振動させ、当該異物を振るい落とす。また、エアの噴射により、異物の一部を直接取り除く。
【００３０】
異物除去工程では、エアの噴射と同時に、吸引ノズル１５３により異物を吸引することが好ましい。これにより、振るい落とした異物が飛散して金属線材１に再付着することを抑制できる。
【００３１】
また、異物除去工程では、金属線材１に対して搬送方向下流側から斜めにエアを噴射することが好ましい。これにより、搬送方向の下流から上流に向かってエアを流すことで、振るい落とした異物が下流側に流れ、再付着してしまうことを抑制できる。
【００３２】
また、異物除去工程では、異物除去部１５０から搬出された金属線材１に振動抑制部材１６０を当接させ、振動抑制部材１６０よりも上流側に対してエアを噴射している。すなわち、金属線材１において、振動抑制部材１６０の上流側で振動を起こす一方、その下流側の絶縁被覆形成部１７０での振動を抑制している。これにより、金属線材１の異物除去部１５０に位置する部分では振動により異物を振るい落とす一方で、絶縁被覆形成部１７０に位置する部分では振動させずに絶縁塗料を均一となるように塗布し、絶縁被覆２を均一な厚さとなるように形成することができる。
【００３３】
（絶縁被覆形成工程）
続いて、潤滑剤や異物が除去された金属線材１を絶縁被覆形成部１７０に導入する。絶縁被覆形成部１７０にて、まず、塗料塗布部により金属線材１の周囲に絶縁塗料を塗布する。その後、絶縁塗料が塗布された金属線材１を塗装ダイスに導入し、塗布厚を所定の値となるように調整し、焼付炉に導入して絶縁塗料を焼付けることにより絶縁被覆２を形成する。
【００３４】
なお、絶縁塗料は、有機溶媒に絶縁被覆２を構成する樹脂成分を溶解させたものであり、公知の塗料を用いることができる。例えば、ポリイミド樹脂やポリアミドイミド樹脂を極性溶媒であるジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、ジメチルスルホオキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）などに溶解させた塗料を用いることができる。また例えば、ホルマール樹脂やポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルイミド樹脂などをクレゾールやキシロールなどに溶解させた塗料を用いることもできる。
【００３５】
以上により、金属線材１の周囲に絶縁被覆２を形成して絶縁電線３を製造することができる。
【００３６】
＜本実施形態に係る効果＞
本実施形態によれば、以下に示す１つ又は複数の効果を奏する。
【００３７】
本実施形態によれば、潤滑剤を用いて伸線された金属線材１を例えば加熱炉１４０に導入して加熱している。これにより、表面に付着する潤滑剤を揮発させるとともに、伸線により生じた金属粉などの異物を乾燥させている。そして、潤滑剤を揮発させた金属線材１に対してエアを断続的に噴射することにより、金属線材１自体と金属線材１に付着する乾燥した金属粉の両方もしくは片方を振動させ、当該金属粉を振るい落とすことができる。このように加熱とエア噴射を併用することにより潤滑剤や異物を非接触で金属線材１の表面を損傷させることなく除去することができる。しかも、振動によれば、例えばブラシなどのように除去ムラを引き起こすことなく、異物を均一に除去することができる。
【００３８】
また、本実施形態によれば、異物除去部１５０と絶縁被覆形成部１７０との間に振動抑制部材１６０を設けることで、金属線材１の異物除去部１５０に位置する部分で生じさせた振動が、下流側の絶縁被覆形成部１７０に位置する部分へ伝播しないようにしている。これにより、異物除去部１５０では振動により異物を除去しながらも、下流側の絶縁被覆形成部１７０では振動を抑制して絶縁被覆２を均一な厚さに形成することができる。その結果、金属線材１の伸線加工と金属線材１の表面への絶縁被覆２の形成とを同一の製造ラインで行うことができる。
【００３９】
また、本実施形態によれば、異物除去工程にて異物を除去できているので、絶縁塗料を塗布した金属線材１を塗装ダイスに導入したときに、異物による目詰まりが生じにくい。そのため、絶縁電線３の製造を長時間連続して行うことが可能となる。
【００４０】
また、本実施形態によれば、異物除去部１５０において、噴射ノズル１５１が金属線材１に対して搬送方向下流側から斜めにエアを噴射するように構成することが好ましい。これにより、エアの流れを搬送方向の下流から上流に向かうようにできるので、振るい落とした異物が下流に飛散して金属線材１に再付着することを抑制できる。
【００４１】
また、本実施形態によれば、振動抑制部材１６０が、弾性材料からなるローラであって、金属線材１の搬送に伴って従動回転するように支持されることが好ましい。このように振動抑制部材１６０を構成することで、金属線材１の表面の損傷を抑制することができる。
【００４２】
＜本発明の好ましい態様＞
以下、本発明の好ましい態様について付記する。
【００４３】
［付記１］
本発明の一態様によれば、
連続的に搬送される金属線材の搬送経路に沿って、
表面に潤滑剤が塗布された金属線材を通過させる貫通孔を有する伸線ダイスと、
前記伸線ダイスにて伸線された前記金属線材を加熱し、前記金属線材の表面に付着する前記潤滑剤を揮発させる加熱部と、
エアを噴射するエア噴射機構を有し、前記加熱部にて加熱された前記金属線材にエアを断続的に噴射することにより、前記金属線材と前記金属線材の表面に残存する異物の両方もしくは片方を振動させて当該異物を振るい落とす異物除去部と、
前記異物除去部から搬出される前記金属線材に当接するように配置され、前記金属線材の搬送方向下流側への振動の伝播を抑制する振動抑制部材と、
前記振動抑制部材の下流に配置され、前記金属線材の外周に絶縁被覆を形成する絶縁被覆形成部と、を備える、絶縁電線の製造装置が提供される。
【００４４】
［付記２］
付記１の絶縁電線の製造装置において、好ましくは、
前記異物除去部は、前記エア噴射機構が前記金属線材に対して搬送方向下流側から斜めにエアを噴射するように構成されている。
【００４５】
［付記３］
付記１又は２の絶縁電線の製造装置において、好ましくは、
前記異物除去部は、振るい落とされた前記異物を吸引する吸引機構をさらに備える。
【００４６】
［付記４］
付記１〜３のいずれかの絶縁電線の製造装置において、好ましくは、
前記振動抑制部材は、弾性材料からなるローラであり、前記金属線材の搬送にともなって従動回転するように支持される。
【００４７】
［付記５］
付記１〜４のいずれかの絶縁電線の製造装置において、好ましくは、
前記加熱部は、不活性ガス雰囲気または還元性ガス雰囲気である。
【００４８】
［付記６］
本発明の他の態様によれば、
搬送経路に沿って連続的に搬送される金属線材の表面に潤滑剤を塗布し、前記金属線材を伸線ダイスにより伸線する伸線工程と、
伸線した前記金属線材を加熱し、前記金属線材の表面に付着する前記潤滑剤を揮発させる揮発工程と、
加熱した前記金属線材に振動抑制部材を当接させつつ、前記金属線材の前記振動抑制部材よりも搬送方向上流側にエアを断続的に噴射することにより、前記金属線材と前記金属線材の表面に残存する異物の両方もしくは片方を振動させて当該異物を振るい落とす異物除去工程と、
異物除去工程後の前記金属線材の外周を被覆するように絶縁被覆を形成する絶縁被覆形成工程と、を有する、絶縁電線の製造方法が提供される。
【符号の説明】
【００４９】
１  金属線材
２  絶縁被覆
３  絶縁電線
１００  製造装置
１１０  送出機
１２０  巻取機
１３０  伸線ダイス
１４０  加熱炉
１５０  異物除去部
１５１  噴射ノズル
１５２  バックロール
１５３  吸引ノズル
１６０  振動抑制部材
１７０  絶縁被覆形成部
【図１】
0006631328.tif 000002
【図２】
0006631328.tif 000003