(57)【要約】【課題】断面多角形状の導線をより均一な膜厚で絶縁被覆すること。【解決手段】本発明の一態様に係る絶縁被覆導線の製造方法は、ニップル３０に設けられた孔３４に断面多角形状の導線４０を通しつつ、ニップル３０を覆うダイス２０とニップル３０との間に形成された環状の吐出孔２２から溶融樹脂５０を押し出すことにより、導線４０を絶縁被覆するものである。吐出孔２２が、導線４０の断面形状に略相似した多角環状に形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニップルに設けられた孔に断面多角形状の導線を通しつつ、前記ニップルを覆うダイスと前記ニップルとの間に形成された環状の吐出孔から溶融樹脂を押し出すことにより、前記導線を絶縁被覆する、絶縁被覆導線の製造方法であって、
前記吐出孔が、前記導線の断面形状に略相似した多角環状に形成されている、
絶縁被覆導線の製造方法。
【請求項２】
前記吐出孔の角部が、直線部よりも幅が広くなるように、外側に張り出して形成されていることを特徴とする、
請求項１に記載の絶縁被覆導線の製造方法。
【請求項３】
前記導線が平角線であって、前記吐出孔が四角環状に形成されており、
前記吐出孔において、鉛直上側の直線部の幅が、鉛直下側の直線部の幅よりも広く形成されていることを特徴とする、
請求項１又は２に記載の絶縁被覆導線の製造方法。
【請求項４】
前記導線が、複数の線を撚って形成された集合線であることを特徴とする、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の絶縁被覆導線の製造方法。
【請求項５】
断面多角形状の導線を通すための孔を有するニップルと、
前記ニップルを覆うダイスと、を備え、
前記ニップルの前記孔に前記導線を通しつつ、前記ダイスと前記ニップルとの間に形成された環状の吐出孔から溶融樹脂を押し出すことにより、前記導線を絶縁被覆する、絶縁被覆導線の製造装置であって、
前記吐出孔が、前記導線の断面形状に略相似した多角環状に形成されている、
絶縁被覆導線の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は絶縁被覆導線の製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
導線を絶縁被覆するには、一般的に溶融樹脂の押出成形が用いられている。この絶縁被覆用の押出成形として、充実押出成形とチューブ押出成形の２種類が知られている。充実押出成形では、ダイス内で導線を被覆した溶融樹脂がダイス孔から押し出される。すなわち、製造される絶縁被覆導線の外形形状がダイス孔によって規定されるため、充実押出成形は外形寸法精度に優れている。ところが、充実押出成形では、断面多角形状の導線（例えば平角線）を均一な膜厚で絶縁被覆しようとした場合、ダイス穴内で導線が少しでも捩れると、絶縁被膜の膜厚が著しく不均一になってしまう。
【０００３】
これに対し、チューブ押出成形では、導線はニップル中央部の孔を通過する一方、溶融樹脂はニップルを覆うダイスとニップルとの間に形成される吐出孔から押し出される。すなわち、溶融樹脂が、導線とは別々にダイスを通過した後、導線を被覆する。このように、チューブ押出成形では、溶融樹脂が、押し出された後に導線に密着する。そのため、ニップルの孔内で導線が捩れても、充実押出成形に比べ絶縁被膜の膜厚を均一にすることができる。
【０００４】
特許文献１には、チューブ押出成形により導線に溶融樹脂を被覆する方法が開示されている。しかしながら、特許文献１に開示された方法は、断面多角形状の導線に均一な膜厚の絶縁被膜を形成するものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６４−１７３３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
発明者は、断面多角形状の導線にチューブ押出成形により溶融樹脂を被覆する絶縁被覆導線の製造方法に関し、以下の問題点を見出した。
ここで、図７は、従来技術相当のチューブ押出成形において、吐出孔から押し出された溶融樹脂が、断面長方形状の導線に被覆される様子を示す模式的断面図である。
【０００７】
図７のＳＴＥＰ１に示すように、導線４０を覆うように断面円形状に押し出された溶融樹脂５０が、導線４０と溶融樹脂５０との間の減圧により収縮する。図７のＳＴＥＰ２に示すように、この収縮過程において、まず導線４０の角部に溶融樹脂５０が密着する。そして、図７のＳＴＥＰ３に示すように、この角部を起点として溶融樹脂５０が導線４０の全体に密着した後、溶融樹脂５０が硬化する。
【０００８】
発明者は、図７のＳＴＥＰ３に示すように、溶融樹脂５０の硬化により形成された絶縁被膜の膜厚が、特に導線４０の長辺上において均一にならず、うねりが発生するという問題を見出した。これは、角部を起点として溶融樹脂５０が導線４０の全体に密着する際、特に導線４０の長辺上において溶融樹脂５０が均一に収縮できないためであると考えられる。このように、絶縁被膜にうねりが発生すると、絶縁被膜の膜厚が所定の規格（例えば、導線の周囲のどこにおいても絶縁性を確保するための最小膜厚以上であること）を満たさない不合格品が増加し、製造歩留まりが低下する。また、合格品であっても、最も薄い部分の膜厚を基準にすれば、うねりによって厚くなった部分の膜厚は過剰になる。そのため、絶縁被覆導線を巻いてコイル等にした場合や多くの絶縁被覆導線を平行に並べた場合に、隙間ができ易く、絶縁被覆導線の占積率が上がり難い。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであって、断面多角形状の導線をより均一な膜厚で絶縁被覆することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様に係る絶縁被覆導線の製造方法は、
ニップルに設けられた孔に断面多角形状の導線を通しつつ、前記ニップルを覆うダイスと前記ニップルとの間に形成された環状の吐出孔から溶融樹脂を押し出すことにより、前記導線を絶縁被覆する、絶縁被覆導線の製造方法であって、
前記吐出孔が、前記導線の断面形状に略相似した多角環状に形成されているものである。
【００１１】
本発明の一態様に係る絶縁被覆導線の製造方法では、溶融樹脂を押し出す吐出孔が、前記導線の断面形状に略相似した多角環状に形成されている。そのため、押し出された溶融樹脂が、導線の断面形状に略相似して多角環状に形成される。そして、押し出された溶融樹脂が収縮し、導線の全体にほぼ同時に密着する。この結果、絶縁被膜の膜厚をより均一にすることができる。
【００１２】
前記吐出孔の角部が、直線部よりも幅が広くなるように、外側に張り出して形成されていることが好ましい。このような構成により、導線の直線部に形成された絶縁被膜の膜厚と、導線の角部に形成された絶縁被膜の膜厚との差を軽減し、より均一にすることができる。
【００１３】
また、前記導線が平角線であって、前記吐出孔が四角環状に形成されており、前記吐出孔において、鉛直上側の直線部の幅が、鉛直下側の直線部の幅よりも広く形成されていることが好ましい。このような構成により、導線の鉛直上側の長辺上に形成された絶縁被膜の膜厚と、導線の鉛直下側の長辺上に形成された絶縁被膜の膜厚との差を軽減し、より均一にすることができる。
【００１４】
さらに、前記導線が、複数の線を撚って形成された集合線であることが好ましい。このような構成により、渦電流による損失を低減することができる。
【００１５】
本発明の一態様に係る絶縁被覆導線の製造装置は、
断面多角形状の導線を通すための孔を有するニップルと、
前記ニップルを覆うダイスと、を備え、
前記ニップルの前記孔に前記導線を通しつつ、前記ダイスと前記ニップルとの間に形成された環状の吐出孔から溶融樹脂を押し出すことにより、前記導線を絶縁被覆する、絶縁被覆導線の製造装置であって、
前記吐出孔が、前記導線の断面形状に略相似した多角環状に形成されているものである。
【００１６】
本発明の一態様に係る絶縁被覆導線の製造装置では、溶融樹脂を押し出す吐出孔が、前記導線の断面形状に略相似した多角環状に形成されている。そのため、押し出された溶融樹脂が、導線の断面形状に略相似して多角環状に形成される。そして、押し出された溶融樹脂が収縮し、導線の全体にほぼ同時に密着する。この結果、絶縁被膜の膜厚をより均一にすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、断面多角形状の導線をより均一な膜厚で絶縁被覆することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施形態に係る絶縁被覆導線の製造装置の模式的断面図である。
【図２】図１に示したダイス２０及びニップル３０の斜視図である。
【図３】図１に示したダイス２０及びニップル３０の正面図である。
【図４】吐出孔２２から押し出された溶融樹脂５０が、断面長方形状の導線４０を被覆する様子を示す模式的断面図である。
【図５】第２の実施形態に係るダイス２０及びニップル３０の正面図である。
【図６】第３の実施形態に係るダイス２０及びニップル３０の正面図である。
【図７】従来技術相当のチューブ押出成形において、吐出孔から押し出された溶融樹脂が、断面長方形状の導線に被覆される様子を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００２０】
（第１の実施形態）
図１〜図３を参照して、第１の実施形態に係る絶縁被覆導線の製造装置及びこれを用いた絶縁被覆導線の製造方法について説明する。図１は、第１の実施形態に係る絶縁被覆導線の製造装置の模式的断面図である。図２は、図１に示したダイス２０及びニップル３０の斜視図である。図３は、図１に示したダイス２０及びニップル３０の正面図である。第１の実施形態に係る絶縁被覆導線の製造装置は、断面多角形状の導線にチューブ押出成形によって連続的に絶縁被覆導線を製造するものである。本実施形態では、導線４０は断面長方状の平角線である。
【００２１】
なお、当然のことながら、図１〜図３に示した右手系ｘｙｚ座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。通常、絶縁被覆導線の製造装置は、図１〜図３のｚ軸プラス向きが鉛直上向きとなるように、水平な床面上などに載置される。そのため、図１〜図３においては、ｚ軸プラス向きを鉛直上向き、ｘｙ平面を水平面として説明する。
【００２２】
図１に示すように、第１の実施形態に係る絶縁被覆導線の製造装置は、クロスヘッド１０、クロスヘッド１０に装着されたダイス２０及びニップル３０、減圧ポンプＰを備えている。本実施形態に係る絶縁被覆導線の製造装置は、チューブ押出成形により導線４０を絶縁被覆する。すなわち、導線４０がニップル３０に設けられた貫通孔３４を通過しつつ、ニップル３０を覆うダイス２０とニップル３０との間に形成された環状の吐出孔２２から溶融樹脂５０が押し出される。つまり、溶融樹脂５０が、導線４０とは別々にダイス２０を通過した後、導線４０を被覆する。このように、チューブ押出成形では、溶融樹脂５０が、押し出された後に導線４０に密着する。そのため、ニップル３０の貫通孔３４内で導線４０が捩れても、充実押出成形に比べ絶縁被膜の膜厚を均一にすることができる。
【００２３】
図１に示すように、クロスヘッド１０にダイス２０及びニップル３０が装着され、ダイス２０とニップル３０との間隙に溶融樹脂５０が充填される。ここで、溶融樹脂５０は、クロスヘッド１０に設けられた開口部を介してスクリューなどによって連続的に圧入される（不図示）。
【００２４】
ダイス２０は、図２に示すように、ｙ軸に平行な中心軸を有する円柱状の部材である。図１、図２に示すように、ダイス２０の中央部には、ニップル３０の円錐台部３３を収容するための貫通孔２１が形成されている。ここで、図２に示すように、ダイス２０の先端面（ｙ軸方向プラス側の端面）における貫通孔２１の形状は、ニップル３０の円錐台部３３の端面形状に合わせて、長方形状に形成されている。
【００２５】
ニップル３０の中央部には、図１に示すように、導線４０をガイドするための断面長方形状の貫通孔３４がｙ軸方向に延設されている。また、ニップル３０は、便宜的にフランジ部３１、円柱部３２、円錐台部３３に分割することができる。図１、図２に示すように、フランジ部３１は、後端（ｙ軸マイナス側端部）に設けられた円盤状の部位であり、ダイス２０と等しい外径を有している。円柱部３２は、ダイス２０よりも小さい外径を有した円柱状の部位である。円錐台部３３は、円柱部３２からｙ軸プラス方向に進むにつれて、徐々に外径が小さくなるように形成された略円錐台状の部位であり、ダイス２０の貫通孔２１に収容される。ここで、図２に示すように、円錐台部３３の端面形状は、導線４０すなわち貫通孔３４の断面形状に合わせ、円形状ではなく長方形状に形成されている。
【００２６】
図１に示すように、ダイス２０とニップル３０のフランジ部３１との間すなわちニップル３０の円柱部３２の周囲に溶融樹脂５０が保持される。この保持された溶融樹脂５０は、ダイス２０とニップル３０の円錐台部３３との間隙を通過し、両者の先端面（ｙ軸方向プラス側の端面）の間に形成された吐出孔２２（図２、図３参照）から押し出される。ここで、図２、図３に示すように、ダイス２０の先端面における貫通孔２１の形状及びニップル３０の円錐台部３３の端面形状がともに長方形状であるため、吐出孔２２は四角環状に形成されている。すなわち、吐出孔２２は、導線４０の断面形状に略相似して、多角環状すなわち四角環状に形成されている。このような構成により、長方形状の導線４０を均一な膜厚で絶縁被覆することができる。この理由の詳細については後述する。
【００２７】
減圧ポンプＰは、図１に示すように、ニップル３０の後端面（ｙ軸方向マイナス側端面）に設けられており、導線４０が通過するニップル３０の貫通孔３４内を減圧している。すなわち、ダイス２０から押し出された溶融樹脂５０に覆われ、導線４０を中心軸とした空間が減圧される。そのため、押し出された溶融樹脂５０が導線４０に密着する。
【００２８】
導線４０は、特に限定されないが、例えば銅、アルミニウム、それらを主成分とする合金など、高い導電率を有する金属材料から構成されている。
本実施形態では、導線４０の断面形状は長方形状であるが、多角形状であればよい。ここで、複数の導線４０は、コイル状に巻いたとき隙間なく導線軸線に沿って並ぶことが好ましい。そのため、導線４０の断面形状は、長方形状の他、正三角形状、正六角形状などであることが好ましい。
断面長方形状の導線４０の断面寸法は、一例として２ｍｍ×３．５ｍｍ程度である。
【００２９】
導線４０は、単線に限らず、複数の線を撚って形成された集合線を断面多角形状に加工したものであってもよい。集合線を用いることにより、単線を用いた場合に比べ、渦電流による損失を低減することができる。
【００３０】
また、導線４０は、例えば１５０〜３００℃程度に予熱された状態で、ニップル３０を通過する。集合線の場合、この予熱によりニップル３０の貫通孔３４内において捩れが発生し易い。しかしながら、本実施形態に係る絶縁被覆導線の製造装置では、チューブ押出成形を用いているため、この捩れた導線４０に対して押し出された溶融樹脂５０が後から密着する。従って、絶縁被膜の膜厚を均一にすることが可能である。
【００３１】
溶融樹脂５０の種類は、特に限定されないが、例えばＰＰＳ樹脂、ＰＦＡ樹脂、ＰＥＥＫ樹脂などを用いることができる。上述の導線４０の予熱温度は、溶融樹脂５０の種類に応じて適宜変更すればよい。
溶融樹脂５０が硬化することにより形成される絶縁被膜の膜厚は、絶縁性を確保した上でできる限り薄い方が好ましい。絶縁被膜の膜厚は、例えば６０〜１２０μｍ程度である。
【００３２】
次に、図４を参照して、本実施形態に係る絶縁被覆導線の製造方法において、導線４０を均一な膜厚で絶縁被覆することができる理由について説明する。図４は、吐出孔２２から押し出された溶融樹脂５０が、断面長方形状の導線４０を被覆する様子を示す模式的断面図である。
【００３３】
図４のＳＴＥＰ１に示すように、導線４０を覆うように断面長方形状に押し出された溶融樹脂５０が、減圧により収縮する。ここで、吐出孔２２すなわち押し出された溶融樹脂５０が導線４０の断面形状に略相似して四角環状に形成されている。そのため、図４のＳＴＥＰ２に示すように、均一に収縮した溶融樹脂５０が、導線４０の全体にほぼ同時に密着する。そして、図４のＳＴＥＰ３に示すように、導線４０の全体に均一な膜厚で密着した溶融樹脂５０の硬化により、絶縁被膜が形成される。
【００３４】
一方、図７に示した関連技術では、押し出された溶融樹脂５０が、円環状に形成されている。そのため、導線４０の角部に溶融樹脂５０が最初に密着し、この角部を起点として溶融樹脂５０が導線４０の全体に密着する。この際、特に導線４０の長辺上において、溶融樹脂５０が均一に収縮できないため、溶融樹脂５０が硬化した絶縁被膜の膜厚が均一にならず、絶縁被膜にうねりが発生するという問題があった。
また、特に導線４０の長辺上の絶縁被膜の膜厚は、導線４０の角部の絶縁被膜の膜厚に比べ、角部に密着した後の収縮により厚くなるという問題もある。
【００３５】
これに対し、本実施形態に係る絶縁被覆導線の製造方法では、図４のＳＴＥＰ１に示すように、吐出孔２２すなわち押し出された溶融樹脂５０が、導線４０の断面形状に略相似して四角環状に形成されている。そのため、図４のＳＴＥＰ２に示すように、均一に収縮した溶融樹脂５０が、導線４０の全体にほぼ同時に密着する。この結果、導線４０の長辺上における絶縁被膜のうねりを抑制し、絶縁被膜の膜厚を均一にすることができる。また、導線４０の長辺上に形成された絶縁被膜の膜厚と、導線４０の角部に形成された絶縁被膜の膜厚との差も軽減される。絶縁被膜の膜厚が均一なため、絶縁被覆導線を巻いてコイル等にした場合や多くの絶縁被覆導線を平行に並べた場合に、隙間ができ難く、絶縁被覆導線の占積率を向上させることができる。
【００３６】
（第２の実施形態）
次に、図５を参照して、第２の実施形態に係る絶縁被覆導線の製造装置及びこれを用いた絶縁被覆導線の製造方法について説明する。図５は、第２の実施形態に係るダイス２０及びニップル３０の正面図である。ここで、図５に示すように、図３と同様に、ダイス２０とニップル３０の間に、溶融樹脂５０を押し出すための吐出孔２２が形成される。
【００３７】
上述の通り、第１の実施形態に係る絶縁被覆導線の製造方法では、導線４０の長辺上に形成された絶縁被膜の膜厚と、導線４０の角部に形成された絶縁被膜の膜厚との差も軽減される。しかしながら、導線４０の角部に形成された溶融樹脂５０は、硬化するまでの間に、表面張力により膜厚が薄くなってしまう可能性がある。
【００３８】
そこで、第２の実施形態に係る絶縁被覆導線の製造方法では、ダイス２０とニップル３０の間に形成された吐出孔２２の角部に、外側に張り出した張出部２２ｃが形成されている。ここで、吐出孔２２の張出部２２ｃは、ダイス２０の貫通孔２１の角部に設けられた凹部ともいえる。
【００３９】
このように、本実施形態に係る絶縁被覆導線の製造方法では、上述した導線４０の角部に形成された溶融樹脂５０の表面張力の影響を考慮して、吐出孔２２の直線部の幅Ｗよりも角部の幅Ｗｃを広くする。すなわち、導線４０の角部に形成する溶融樹脂５０の膜厚を、導線４０の直線部上に形成する溶融樹脂５０の膜厚よりも厚くしておく。このような構成により、導線４０の長辺上に形成された絶縁被膜の膜厚と、導線４０の角部に形成された絶縁被膜の膜厚との差をさらに軽減し、より均一にすることができる。その他の構成は、第１の実施形態に係る絶縁被覆導線の製造方法と同様であるため、説明を省略する。
【００４０】
（第３の実施形態）
次に、図６を参照して、第３の実施形態に係る絶縁被覆導線の製造装置及びこれを用いた絶縁被覆導線の製造方法について説明する。図６は、第３の実施形態に係るダイス２０及びニップル３０の正面図である。ここで、図６に示すように、図３と同様に、ダイス２０とニップル３０の間に、溶融樹脂５０を押し出すための吐出孔２２が形成される。
【００４１】
第１の実施形態や第２の実施形態に係る絶縁被覆導線の製造方法では、導線４０の鉛直上側（ｚ軸方向プラス側）の長辺上に形成された溶融樹脂５０は、硬化するまでの間に、重力により鉛直下側（ｚ軸方向マイナス側）に垂れる。そのため、導線４０の鉛直上側の長辺上に形成される絶縁被膜の膜厚は、その分薄くなる。一方、導線４０の鉛直下側（ｚ軸方向マイナス側）の長辺上に形成された溶融樹脂５０には、硬化するまでの間に、鉛直上側から垂れて来た溶融樹脂５０が加わる。そのため、導線４０の鉛直下側の長辺上に形成される絶縁被膜の膜厚は、その分厚くなる。つまり、導線４０の鉛直上側の長辺上に形成された絶縁被膜の膜厚は、導線４０の鉛直下側の長辺上に形成された絶縁被膜の膜厚よりも薄くなるという問題があった。
【００４２】
そこで、第３の実施形態に係る絶縁被覆導線の製造方法では、上述した溶融樹脂５０に対する重力の影響を考慮して、吐出孔２２の鉛直上側の直線部の幅Ｗ１を吐出孔２２の鉛直下側の直線部の幅Ｗ２よりも広くしている。すなわち、導線４０の鉛直上側の長辺上に形成する溶融樹脂５０の膜厚を、導線４０の鉛直下側の長辺上に形成する溶融樹脂５０の膜厚よりも厚くしておく。このような構成により、導線４０の鉛直上側の長辺上に形成された絶縁被膜の膜厚と、導線４０の鉛直下側の長辺上に形成された絶縁被膜の膜厚との差を軽減し、より均一にすることができる。その他の構成は、第２の実施形態に係る絶縁被覆導線の製造方法と同様であるため、説明を省略する。
【００４３】
なお、本発明は上記実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  クロスヘッド
２０  ダイス
２１  貫通孔
２２  吐出孔
２２ｃ  張出部
３０  ニップル
３１  フランジ部
３２  円柱部
３３  円錐台部
３４  貫通孔
４０  導線
５０  溶融樹脂
Ｐ  減圧ポンプ
【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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