(57)【要約】【課題】潤滑性に優れる絶縁電線、その製造方法、絶縁電線を用いたコイルを提供する【解決手段】本発明絶縁電線は、導体1と、導体1の上に形成される絶縁被覆とを有する絶縁電線である。この電線同士の動摩擦係数を0.03以下とする。絶縁電線の最外層に潤滑層4を形成し、その潤滑層4を、常温で固体のワックスと常温で液体の油脂との混合物から構成することが好ましい。ワックスにはパラフィンワックスまたはマイクロクリスタリンワックスが、油脂にはエステル油が好ましい。【選択図】図１
2007280818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体と、導体の上に形成される絶縁被覆とを有する絶縁電線であって、
この電線同士の動摩擦係数が0.03以下であることを特徴とする絶縁電線。
【請求項２】
導体と、導体の上に形成される絶縁被覆とを有する絶縁電線であって、
この絶縁電線の最外層に潤滑層が形成され、
その潤滑層は、常温で固体のワックスと常温で液体の油脂との混合物から構成されることを特徴とする絶縁電線。
【請求項３】
前記ワックスがパラフィンワックスまたはマイクロクリスタリンワックスで、前記油脂がエステル油であることを特徴とする請求項２に記載の絶縁電線。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の絶縁電線を巻回してなることを特徴とするコイル。
【請求項５】
常温で固体のワックスと常温で液体の油脂との混合物を準備する工程と、
この混合物を絶縁電線の表面に塗布する工程とを有することを特徴と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、その製造方法およびコイルに関するものである。特に、電線表面の潤滑性に優れ、モータの巻線などに好適な絶縁電線に関する。
【背景技術】
【０００２】
絶縁電線を用いた製品例として、モータのステータが挙げられる。このステータは、磁性体からなるコアのティースに絶縁電線を巻回したり、予め巻回した絶縁電線をティースの外周に形成されたスロットに挿入して構成される。この絶縁電線の巻回やスロットへの挿入の際、電線同士あるいは電線とコアとの接触が円滑に行えないと、過大な張力が絶縁電線に作用したりし、電線が損傷する虞がある。そのため、電線の潤滑性の向上が望まれている。
【０００３】
この潤滑性を改善する技術として、特許文献１に記載の技術がある。この文献は、絶縁層自体の潤滑性を改善する自己潤滑性絶縁電線を開示している。より具体的には、導体上に直接に又は他の絶縁層を介して絶縁塗料を塗布、焼付けてなる絶縁層を備える。そして、この絶縁塗料には、ａ）ポリアルキレングリコール又は／及びその誘導体と、ｂ）天然ワックス及びポリオレフィン系ワックスより選ばれる少なくとも一種のワックス成分とが含有される。
【０００４】
その他、特許文献２に記載の技術もある。この文献は、ワックス類に低分子量オレフィン系樹脂の粉末を配合した減摩剤を絶縁電線の表面に塗布して焼き付け、絶縁被覆の最外層に潤滑層を形成した潤滑性絶縁電線を開示している。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−４２５６５号公報
【特許文献２】特開平６−５７１４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の絶縁電線では、次のような問題があった。
【０００７】
（１）電線の潤滑性がなお不十分である。
上記の絶縁電線では、その潤滑性を改善することに一定の効果が認められる。しかし、近時の巻線作業の高速化に伴い、さらなる潤滑性の改善が求められている。特に、特許文献２に係る技術では、低分子量オレフィン系の粉末をワックス類に均一に分散させなければ、その効果を十分に得ることが難しい。そのため、より簡易な手法にて電線の潤滑性を向上する技術が求められている。
【０００８】
（２）メーカが電線を出荷する時点とユーザが電線を利用する時点とで電線の機械的特性にギャップがある。
一般に、電線メーカでは、ユーザの要望に応じた所定の特性を持つ絶縁電線を製造し、それをリールに巻き取って出荷している。一方、ユーザでは、このリールから電線を繰り出し、或いは別のリールに巻き替えを行ってから電線を繰り出し、その電線を生産ラインに供して二次製品への加工に利用する。例えば、絶縁電線を巻回してモータコイルとする際、近時の巻線作業の高速化に伴い、生産ラインに供される絶縁電線には、大きな張力が付与されたり、或いはローラなどで曲げが付与されたりする。これらの張力や曲げの付与に伴い、絶縁電線の導体はメーカ出荷時の状態から加工硬化すると共に、電線の表面状態も変化を受ける。その結果、巻回された電線が、そのスプリングバックなどにより巻き広がりを生じ、隣接する電線間に隙間が生じて、占積率の低下を招くことがある。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、潤滑性に優れる絶縁電線を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、巻線時に電線に張力が付与されるなどしても、機械的特性の変化が小さい絶縁電線を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、絶縁電線の潤滑性と柔軟性について検討を行った結果、電線同士の動摩擦係数を特定したり、潤滑層の構成材料に工夫を施すことで上記課題を解消できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
本発明絶縁電線の第一の構成は、導体と、導体の上に形成される絶縁被覆とを有する絶縁電線であって、この電線同士の動摩擦係数を0.03以下としたことを特徴とする。
【００１３】
本発明絶縁電線の第二の構成は、導体と、導体の上に形成される絶縁被覆とを有する絶縁電線であって、この絶縁電線の最外層に潤滑層が形成され、その潤滑層は、常温で固体のワックスと常温で液体の油脂との混合物から構成されることを特徴とする。
【００１４】
これらの構成により、高い潤滑性能を有する電線を構成することができる。また、詳しい理由はわからないが、このような動摩擦係数を有する電線或いは潤滑層を有する電線とすることで、電線に張力や曲げが付与された場合、その前後における電線の機械的特性の変化を低減することができる。
【００１５】
まず、上記の第一の構成において、電線同士の動摩擦係数を0.03以下と規定したのは、この規定値を超えると、目標とする十分な潤滑性が得られないからである。この動摩擦係数のより好ましい範囲は0.025以下である。また、電線同士の動摩擦係数を0.03以下とする具体的な手法は、(A)電線の絶縁被覆の少なくとも最外層に所定の成分を含有させ、その絶縁被覆自体の潤滑性を高めること、(B)電線の絶縁被覆の表面に別に潤滑性の高い潤滑層を形成すること、(C)あるいはこの(A)、(B)の双方を組み合わせて利用することが考えられる。
【００１６】
次に、上記の第二の構成において、常温で固体のワックスと、常温で液体の油脂は、これら個々の材料で潤滑層を形成した電線同士の動摩擦係数よりも、混合物で潤滑層を形成した電線同士の動摩擦係数の方が小さくできるものが好ましい。具体的には、ワックスがパラフィンワックスまたはマイクロクリスタリンワックスで、油脂がエステル油であることが好ましい。これらのワックスと油脂の混合物からなる潤滑層は、電線の潤滑性を大きく向上させることができる。特に、パラフィンワックスまたはマイクロクリスタリンワックスとエステル油との組み合わせによる本発明電線は、電線同士の動摩擦係数を0.03以下、さらには0.025以下とすることができる。このパラフィンワックスまたはマイクロクリスタリンワックスとしては、JIS  K  2235（1991）に規定のものが挙げられる。
【００１７】
一方、本発明絶縁電線の製造方法は、常温で固体のワックスと常温で液体の油脂との混合物を準備する工程と、この混合物を絶縁電線の表面に塗布する工程とを有することを特徴とする。
【００１８】
この方法によれば、単に固体ワックスと油脂との混合物を絶縁電線の表面に塗布するという簡易な構成にて容易に潤滑性に優れた絶縁電線を得ることができる。特に、固体ワックスと液体油脂とは、分散性などを問題とすることなく均一に混合することが容易にできるため、その混合物から得られる潤滑層の特性を均質にすることができる。
【００１９】
ここで、混合物を準備する工程には、固体ワックスと液体油脂とを混合して混合物を得る場合はもちろん、既に固体ワックスと液体油脂とが混合された材料を用意する場合の双方が含まれる。
【００２０】
上記固体のワックスと液体の油脂との混合は、固体のワックスを加熱溶融して液体の油脂と混合したり、固体のワックスを溶剤に溶かして液体の油脂と混合したりすればよい。ここで用いる溶剤はワックスを溶解できるものであればよく、具体的にはヘキサンやデカンが利用できる。溶解されたワックスの濃度は0.5〜2.0％程度が好ましい。
【００２１】
一方、得られた混合物は、絶縁電線の表面に塗布されることで潤滑層を形成する。この塗布は、(A)混合物の溶融（溶解）体をロールコータで電線に塗布し、フェルトなどの適宜な均質化部材で電線をはさんで混合物をならす、(B)混合物の溶解体をフェルトなどの含浸部材に含浸させ、その含浸部材に電線を接触させて混合物を電線に塗布した後、均質化部材で電線をはさんで混合物をならす、といった方法が利用できる。
【００２２】
混合物を塗布した際の厚みは、電線の潤滑性の向上が実現できればよく、薄くても支障はない。この厚みは極力均一な厚みとし、塗布むらのないようにすることが好ましい。
【００２３】
本発明絶縁電線は、種々の巻線として好適に利用できる。その巻線時に張力が作用すると電線の導体が加工硬化したり、潤滑層の状態に変化を受ける。この導体の硬さがモータコアなどに絶縁電線を巻回する際の巻線性に影響を与える。この電線導体の加工硬化（潤滑層の変化）の評価方法として、スプリングバックやスプリングエロンゲーションが挙げられる。通常、電線が張力を受けると、電線のスプリングバックは張力を受ける前に比べて増加し、概略的に言えば電線が硬くなる。一方、電線のスプリングエロンゲーションは張力を受ける前に比べて減少し、概略的に言えば電線が硬くなる。本発明電線によれば、前述した巻線時の伸張前後におけるスプリングバック（スプリングエロンゲーション）の変化率を小さくすることができる。それに伴い、電線メーカにおいて評価したスプリングバック（スプリングエロンゲーション）の値が、実際にユーザが電線を使用する際の環境でもほぼそのまま適用できることになる。その結果、電線の機械的特性に対するメーカとユーザの認識のギャップをある程度埋めることができる。
【００２４】
なお、本発明で用いる絶縁電線の導体は、高導電率の金属材料からなるものが好ましい。また、導体構造としては、通常単線が利用されるが撚り線構造が利用できなくもない。一方、同電線の絶縁被覆には、絶縁性、潤滑性、耐摩耗性に優れる樹脂被覆が利用できる。具体例としては、導体上にポリアミドイミド、ポリエステルイミドなどをベース樹脂とする絶縁層を形成することが挙げられる。このベース樹脂に高密着添加剤など、種々の添加剤を含有してもよい。また、絶縁被覆は、単層の絶縁層からなってもよいし、他の介在層と絶縁層からなる多層の絶縁被覆であってもよい。
【００２５】
さらに、本発明コイルは、上述した本発明絶縁電線を巻回してなることを特徴とする。本発明電線は、潤滑性に優れるため、巻回時に電線同士の摩擦や電線と他の部材との摩擦を低減することができる。それにより、電線の損傷、特に絶縁被覆の損傷を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明絶縁電線は、高い潤滑性を有することで、巻線時に電線に大きな張力が作用することを回避できる。また、この電線は、十分な柔軟性を有することで、引張や曲げなどの加工を受けても、その加工の前後で機械的特性が大きく変化することがない。そのため、電線メーカでの電線評価結果と、ユーザでの利用時の評価結果とに大きなギャップが生じることを解消できる。
【００２７】
また、発明絶縁電線の製造方法は、高い潤滑性および柔軟性を有する絶縁電線を容易に得ることができる。
【００２８】
さらに、本発明コイルは、コイルを構成する電線同士或いは電線と隣接する他の部材との摩擦を低減でき、高い占積率の実現が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００３０】
（実施例）
図1に示す本発明の電線を作製し、その潤滑性や機械特性を調べてみた。まず、直径1.0mmの銅線を導体1とし、その導体1上に汎用ポリアミドイミド樹脂からなる絶縁層2を形成する。さらにその絶縁層2の上に汎用ポリアミドイミドよりも潤滑性の高い自己潤滑性ポリアミドイミドの外部絶縁層3を形成する。続いて、この外部絶縁層3の上に以下に述べる方法により潤滑層4を形成して本発明電線とした。
【００３１】
20℃で固体のワックスとして、JIS  K  2235（1991）表1に示す種類135Pのパラフィンワックス（融点：52.7℃以上60.0℃未満）を準備し、20℃で液体の油脂として、竹本油脂株式会社製のエステル油(商品名：パイオニンE-5310)を準備した。
【００３２】
このパラフィンワックスを加熱して溶融し、そこにエステル油を投入して、パラフィンワックスとエステル油の混合物を得た。パラフィンワックスとエステル油の配合比は重量比で1：1である。
【００３３】
次に、この混合物をロールコータで電線表面に塗布し、フェルトで電線表面の混合物をならして実施例電線を作製した。
【００３４】
一方、上述した潤滑層の代わりに、冷凍機油を外部絶縁層上に塗布した電線（比較例１）、パラフィンワックスのみを溶融して外部絶縁層上に塗布した電線（比較例２）、エステル油のみを外部絶縁層上に塗布した電線（比較例３）も比較例として作製した。
【００３５】
そして、これら実施例と比較例の各電線について、以下の試験を行った。
【００３６】
（試験例１：動摩擦係数）
得られた実施例及び比較例の電線に張力を付与して１％伸長させ、伸長後の電線から試験片を切り出し、図２に示す装置を用いて電線同士の動摩擦係数の測定を行う。
【００３７】
まず、固定台座10の上に２本の試験片S1を平行に固定する。次に、スライダ20の下面にやはり２本の試験片S2を平行に固定する。この固定台座10の試験片S1とスライダ20の試験片S2とが直交して接するように固定台座10上にスライダ20を配置する。続いて、スライダ20の上面を白抜き矢印で示すように下方に押圧して所定の荷重を試験片S1、S2にかける。そして、スライダ20につながれたワイヤ30をシーブ40を介してロードセル50に接続し、ワイヤ30を牽引することでスライダ20を台座10上の試験片S1に沿ってスライドできるようにする。
【００３８】
この装置を用い、スライダ20をスライドして試験片S1、S2同士を摺接させ、オートグラフによりロードセル50の荷重を連続的に測定する。そして、「スライダが移動しているときのロードセルの平均荷重／スライダを下方に押圧する荷重（スライダの荷重も含む）」から動摩擦係数を求める。ここでのスライダの牽引スピードは、200mm／分であり、スライダを下方に押圧する荷重は1kgである。この試験は、複数回行って、動摩擦係数は複数回の試験結果の平均値とした。
【００３９】
その結果を図３のグラフに示す。このグラフから明らかなように、冷凍機油を潤滑層に用いた比較例１の動摩擦係数は平均値が0.056、パラフィンワックス（固形パラフィン）を潤滑層に用いた比較例2のそれが0.035、エステル油を潤滑層に用いた比較例３のそれが0.035であった。それに対して、実施例（固形パラフィン＋エステル油）は動摩擦係数の平均値が0.025と非常に小さいことがわかる。さらに、実施例では、パラフィンワックス単体またはエステル油単体で潤滑層を形成した場合に比べても動摩擦係数の低いことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の絶縁電線は、モータ、リレー、トランス、コイルなどの巻線として好適に利用できる。本発明絶縁電線の製造方法は、潤滑性の高い絶縁電線の製造に利用できる。本発明コイルは、モータ、リレー、トランス、マグネットなどのコイルとして好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明絶縁電線の断面図である。
【図２】絶縁電線の動摩擦係数の測定装置を模式的に示し、(A)は正面図、(B)は部分平面図、(C)は部分側面図である。
【図３】試験例１における動摩擦係数の測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４２】
１  導体  ２  絶縁層  ３  外側絶縁層  ４  潤滑層
10  固定台座  20  スライダ  30  ワイヤ  40  シーブ
50  ロードセル
S1、S2  試験片
【図１】
2007280818.tif 000003
【図２】
2007280818.tif 000004
【図３】
2007280818.tif 000005