絕緣電線的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種絕緣電線，即使實施扭曲等加工，在絕緣被膜中也難以發(fā)生裂紋。該絕緣電線具備扁平導體和絕緣被膜，該扁平導體具有角部形成為圓弧形的類矩形截面形狀，該絕緣被膜通過加熱涂布的絕緣涂料而形成從而被覆扁平導體外周，并且在外周方向上具有最厚部及最薄部。該扁平導體，就截面形狀而言，角部的曲率半徑為0.6mm以下，并且寬度方向的短邊L1和長度方向的長邊L2的比例L2/L1為2.0以下。將絕緣被膜的外周方向上的最厚部的膜厚設為d1、最薄部的膜厚設為d2時，其比例d1/d2為1.3以下。
【專利說明】絕緣電線

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及絕緣電線，特別涉及適合于作為電動機、變壓器等電器設備的線圈而使用的絕緣電線。

【背景技術】
[0002]電動機、變壓器等電器設備具備線圈。通過將漆包線(絕緣電線)纏繞在線芯上來形成線圈。就構成線圈的絕緣電線而言，在導體的外周上具備絕緣被膜，絕緣被膜是通過在導體上涂布例如將樹脂溶解于有機溶劑中的絕緣涂料并燒結來形成的。
[0003]近年來，在汽車電子領域中，在要求電動機等小型化方面，電動機中的線圈存在小型化的趨勢。因此，在線圈中尋求提高繞組絕緣電線的占空比。
[0004]為了提高線圈中絕緣電線的占空比，在絕緣電線中，相比使用具有圓形截面導體(圓形導體)的絕緣電線(以下，也稱為圓形絕緣電線)，使用具有類矩形截面導體(扁平導體)的絕緣電線(以下，也稱為扁平絕緣電線)正得到使用。這是因為，就扁平絕緣電線而言，導體在其截面所占的面積比例比圓形絕緣電線大，能夠更加提高占空比。
[0005]作為扁平絕緣電線的制造方法，例如，已知如下制造方法。首先，壓延圓形導體，通過利用扁平拉絲模具進行拉伸加工來形成扁平導體。然后，將扁平導體引入退火爐中退火。退火后，將扁平導體引入涂料供應裝置中在扁平導體的外周上涂布絕緣涂料。涂布后，通過扁平涂裝模具調整涂布厚度，以使得絕緣涂料形成為規(guī)定的涂布厚度。然后，在燒結爐中，通過燒結絕緣涂料形成為規(guī)定膜厚的絕緣被膜。然后，通過重復這些工序(絕緣涂料的涂布、燒結等)形成規(guī)定膜厚的絕緣皮膜，從而制造扁平絕緣電線。
[0006]此外，作為其他制造方法，例如，已知如下制造方法。首先，在圓形導體的外周上涂布絕緣涂料并燒結，制造具有均勻膜厚絕緣被膜的圓形絕緣電線。然后，壓延圓形絕緣電線以使截面形成扁平形狀，進一步涂布絕緣涂料并燒結，從而制造扁平絕緣電線(例如，參照專利文獻I及2)。
[0007]另外，就電動機而言，在進一步要求小型化而使用扁平絕緣電線來形成線圈時，將線圈末端部分進行線圈成形加工以使其變小。線圈末端是指在定子鐵芯上纏繞扁平絕緣電線時從定子鐵芯突出的部分。如果線圈末端大，也就是說突出的扁平絕緣電線的長度大，就會妨礙線圈及電動機的小型化。為了縮小該線圈末端，例如，建議如下線圈成形方法:將卷裝于線圈末端的扁平絕緣電線以施加扭曲的形狀或以階梯狀彎曲的形狀成形(例如，參照專利文獻3及4)。根據(jù)專利文獻3及4，通過縮小扁平絕緣電線的突出部分并縮小線圈末端，能夠使電動機小型化。
[0008]現(xiàn)有技術文獻
[0009]專利文獻
[0010]專利文獻1:日本特開平11-16428號公報
[0011]專利文獻2:日本特開2011-142030號公報
[0012]專利文獻3:日本特開2012-228093號公報
[0013]專利文獻4:日本特開2009-112186號公報實用新型內(nèi)容
[0014]實用新型要解決的問題
[0015]然而，如專利文獻3及4所示，如果為了將線圈及電動機小型化，將扁平絕緣電線加工成施加扭曲的形狀或者以階梯狀彎曲的形狀，那么在扭曲的部分、彎曲的部分(特別是扭曲或彎曲部分的頂部周邊部分)應力集中，存在在絕緣被膜上產(chǎn)生裂紋的可能。
[0016]因此，本實用新型的目的是提供即使進行扭曲等加工，絕緣被膜上也難以發(fā)生裂紋的絕緣電線及其制造方法。
[0017]解決課題的手段
[0018]根據(jù)本實用新型的第I形態(tài)，提供具備扁平導體和絕緣被膜的絕緣電線，該扁平導體具有角部形成為圓弧形的類矩形截面形狀，該絕緣被膜通過加熱涂布的絕緣涂料而形成從而被覆上述扁平導體的外周，其在外周方向上具有最厚部分以及最薄部分。上述扁平導體，就截面形狀而言，上述角部的曲率半徑為0.6mm以下，并且寬度方向的短邊L1和長度方向的長邊L2的比例L2Zl1為2.0以下，將上述絕緣被膜的外周方向上的上述最厚部分的膜厚設為Cl1、上述最薄部分的膜厚設為d2時，其比例Cl1M2為1.3以下。
[0019]根據(jù)本實用新型的第2形態(tài)，提供如下的第I形態(tài)的絕緣電線:上述絕緣涂料在30°C時涂料粘度為5Pa.s以上且20Pa.s以下。
[0020]根據(jù)本實用新型的第3形態(tài)，提供如下的第I形態(tài)或第2形態(tài)的絕緣電線:上述絕緣涂料包含選自聚酰胺酰亞胺、聚酰亞胺、聚酯酰亞胺的至少I種樹脂。
[0021]實用新型的效果
[0022]根據(jù)本實用新型，能夠獲得即使進行扭曲等加工，絕緣被膜上也難以發(fā)生裂紋的絕緣電線。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本實用新型的一個實施方式的絕緣電線的截面圖。
[0024]符號說明
[0025]1:絕緣電線10:扁平導體11:絕緣被膜

【具體實施方式】
[0026]本實用新型的發(fā)明人為了實現(xiàn)上述目的，對在對絕緣電線進行扭曲等線圈加工時產(chǎn)生裂紋的因素進行了研究。從該結果中確認:就以往的絕緣被膜而言，如果外周方向上的燒結程度不均勻，機械強度等特性就會變得不均勻，因此產(chǎn)生裂紋。
[0027]在形成絕緣被膜的情況下，以均勻的涂布厚度涂布絕緣涂料以使絕緣被膜的膜厚在外周方向上均勻并燒結來形成絕緣被膜。然而，由于涂布的絕緣涂料在硬化前會因表面張力而流動，形成不均勻的涂布厚度，因此在實際燒結時，會在外周方向上燒結形成不均勻涂布厚度(涂布厚度存在偏差)的絕緣涂料。具體地，在扁平導體的角部中，絕緣涂料會因表面張力而流出并使涂布厚度變薄，相反，在角部之間的平面部中，因從角部流出的絕緣涂料流入而使涂布厚度變厚。因此，絕緣涂料在扁平導體的外周方向上形成涂布厚度最厚的部分(最厚涂布部)和最薄的部分(最薄涂布部)，從而在涂布厚度中產(chǎn)生偏差。由此，如果燒結在涂布厚度中存在偏差的絕緣涂料，就會形成外周方向上膜厚不均勻的絕緣被膜。在該絕緣被膜中，由于膜厚不同的部分燒結程度不同，因此絕緣被膜外周方向上的燒結程度變得不均勻。特別地，在絕緣被膜中，由最厚涂布部形成的厚度為最厚部分的最厚部和由最薄涂布部形成的厚度為最薄部分的最薄部，其燒結程度很大不同。如果絕緣被膜中的燒結程度差異很大，絕緣被膜的各特性(例如，機械強度等)在外周方向上也變得不均勻。其結果是，在膜厚不均勻的絕緣被膜中，在扭曲等線圈加工時，因施加的應力局部集中而產(chǎn)生裂紋。
[0028]本實用新型基于如上見解而形成。
[0029]本實用新型的一個實施方式
[0030]以下，參照圖1的同時對本實用新型的一個實施方式的絕緣電線及其制造方法進行說明。圖1是表示本實用新型的一個實施方式的絕緣電線的截面的圖。
[0031](I)絕緣電線
[0032]本實用新型的一個實施方式的絕緣電線I具備扁平導體10和絕緣被膜11，該扁平導體10具有角部R形成為圓弧形的類矩形截面形狀，該絕緣被膜11通過加熱涂布的絕緣涂料而形成從而被覆扁平導體10的外周，并且在外周方向上具有最厚部Ila以及最薄部lib。扁平導體10，在截面形狀中，角部R的曲率半徑為0.6mm以下，并且寬度方向的短邊L1和長度方向的長邊L2的比例L2Zl1為2.0以下。而且，將絕緣被膜11外周方向上的最厚部Ila的膜厚設為Cl1、最薄部Ilb的膜厚設為d2時，其比例(Vd2為1.3以下。也就是說，通過將最厚部Ila的膜厚Cl1和最薄部Ilb的膜厚d2的差抑制得很小來使絕緣被膜11在外周方向上受到均勻加熱。由此，由于在絕緣被膜11的外周方向上形成基本均勻的狀態(tài)，因此絕緣被膜11的各特性(例如，機械強度等)在外周方向上基本均勻。其結果是，在扭曲等線圈加工時施加的應力，即使在施加扭曲等的部分的頂部周邊部分等局部集中，也難以在絕緣被膜11中發(fā)生裂紋。
[0033]扁平導體10具有角部R形成為圓弧形的類矩形截面形狀，并且具有四角的角部R和位于角部R之間的平面部F。角部R形成為圓弧形，其曲率半徑為0.6mm以下。如果曲率半徑大于0.6mm，則在扁平導體10的外周上涂布絕緣涂料時，難以充分抑制由絕緣涂料的表面張力引起的流動。
[0034]此外，扁平導體10在其截面形狀中具有寬度方向的短邊L1以及長度方向的長邊L2,短邊L1和長邊L2的比例L2Zl1為2.0以下。如果該比例大于2.0,則在扁平導體10的外周上涂布絕緣涂料時，難以充分抑制由絕緣涂料的表面張力引起的流動。另外，短邊L1以及長邊L2的大小沒有特別限定，可以根據(jù)用途適當?shù)剡x擇最佳數(shù)值，例如，短邊L1優(yōu)選為
1.5mm以上且3.5mm以下,長邊L2優(yōu)選為3.0mm以上且4.0mm以下。
[0035]扁平導體10沒有特別限定，例如，可以使用由低氧銅、無氧銅等構成的銅線、銅合金線以外的鋁、銀及鎳等其他金屬線等。此外，扁平導體10也可以在其表面上實施鎳等鍍敷。
[0036]絕緣被膜11通過加熱涂布的絕緣涂料而形成從而被覆扁平導體10的外周，其在外周方向上具有最厚部Ila以及最薄部lib。如上所述，在扁平導體10的外周上涂布的絕緣涂料會在硬化之前因表面張力而流動，因此，在角部R，絕緣涂料會因表面張力而流出，其涂膜厚度相對變薄，此外，在平面部F，因從角部R流出的絕緣涂料流入，其涂膜厚度相對變厚。其結果是，在絕緣被膜11中，在平面部F形成最厚部I Ia (膜厚(I1)，在角部R形成最薄部Ilb (膜厚d2)。
[0037]然而，在本實施方式中，通過使用具有規(guī)定截面形狀的扁平導體10，在涂布規(guī)定粘度的絕緣涂料時，能夠抑制因絕緣涂料的表面張力而導致的流動。由此，最厚部Ila中的絕緣涂料與最薄部Ilb中的絕緣涂料具有能夠均勻加熱的涂布厚度。也就是說，在加熱而形成的絕緣被膜11中，最厚部Ila具有能夠與具有規(guī)定膜厚d2的最薄部Ilb均勻加熱的膜厚 Cl1O
[0038]最厚部Ila具有能夠與具有規(guī)定膜厚d2的最薄部IIb均勻加熱的膜厚(I1,能夠均勻加熱的膜厚Cl1由與膜厚d2的關系決定。即，最厚部Ila的膜厚Cl1以及最薄部Ilb的膜厚d2滿足比例Cl1M2為1.3以下的關系。因此，將絕緣被膜11的外周方向上的膜厚的偏差抑制得較小。
[0039]在本實施方式中，通過抑制絕緣被膜11的膜厚的偏差，能夠抑制最薄部Ilb的膜厚d2的過度減少。因此，考慮到最薄部Ilb的膜厚d2的減少，沒有必要增加絕緣被膜11的平均膜厚。也就是說，能夠使絕緣被膜11的平均膜厚變薄。
[0040]就構成絕緣被膜11的絕緣涂料而言，涂料粘度沒有特別限定，如果涂料粘度過低，絕緣涂料存在流動的可能，相反，如果粘度過高，絕緣涂料的涂布性存在降低的可能。為此，涂料粘度優(yōu)選在30°c時為5Pa.S以上且20Pa.s以下。通過使用這種涂料粘度的絕緣涂料，使絕緣涂料的涂布厚度均勻，使絕緣被膜11的外周方向上的燒結程度均勻變得容易。
[0041]作為絕緣涂料中含有的樹脂，能夠依據(jù)絕緣電線I中要求的特性適當改變。從提高絕緣電線I的絕緣特性、機械特性的觀點出發(fā)，絕緣涂料優(yōu)選含有選自聚酰胺酰亞胺、聚酰亞胺以及聚酯酰亞胺的至少I種樹脂。
[0042]另外，在本實施方式中，如圖1所示，對絕緣被膜11的最厚部Ila位于扁平導體10的平面部F、絕緣被膜11的最薄部Ilb位于扁平導體10的角部R的情況進行了說明，但本實用新型不限定于該情況。最薄部Ilb通常容易位于角部R，依據(jù)絕緣涂料的流動方向，也應考慮位于角部R以外的區(qū)域。無論如何，根據(jù)本實用新型，通過抑制絕緣涂料的流動，使絕緣被膜11的外周方向上膜厚的偏差得到抑制。
[0043]此外，可以設置填充于扁平導體10與絕緣被膜11之間用于提高密接性的密接性賦予絕緣被膜、提高可撓性的可撓性賦予絕緣被膜等。此外，在絕緣被膜11上可以設置賦予潤滑性的潤滑性賦予絕緣被膜、賦予耐傷性的耐傷性賦予絕緣被膜等。這些密接性賦予絕緣被膜、可撓性賦予絕緣被膜、潤滑性絕緣被膜以及耐傷性賦予絕緣被膜可以通過涂布、燒結絕緣涂料來形成。
[0044]此外，在圖1中，絕緣被膜11為單層結構，也可以設為多層結構。S卩，在扁平導體10與絕緣被膜11之間可以設置由聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚酯酰亞胺或H種聚酯等構成的有機絕緣被膜來形成多層結構。
[0045](2)絕緣電線的制造方法
[0046]首先，準備具有將角部R形成為圓弧形的類矩形截面形狀的扁平導體10。此時，就截面形狀而言，準備角部R的曲率半徑為0.6mm以下，并且寬度方向的短邊L1和長度方向的長邊L2的比例L2A1為2.0以下的扁平導體10。
[0047]其次，在扁平導體10的外周上以規(guī)定的涂布厚度(例如，Lm)涂布規(guī)定涂料粘度(例如，在30°C時粘度為5Pa.s以上且20Pa.s以下)的絕緣涂料。此時，由于在扁平導體10的角部R比平面部F作用更大的表面張力，絕緣涂料存在流動的可能。然而，在本實施方式中，由于使用了具有規(guī)定截面形狀的扁平導體10，能夠抑制從絕緣涂料的角部R的流出同時抑制向平面部F的流入。也就是說，可以以均勻的涂布厚度來涂布絕緣涂料。
[0048]此時，就涂布的絕緣涂料而言，在扁平導體10的平面部F形成規(guī)定的涂布厚度(膜厚(I1),在角部R形成規(guī)定的涂布厚度(膜厚d2)。在本實施方式中，由于抑制了涂布厚度的偏差，在平面部F以及角部R中能夠均勻加熱并燒結絕緣涂料。也就是說，在形成的絕緣被膜11的外周方向上能夠抑制燒結程度的偏差。
[0049]再次，燒結在扁平導體10上涂布的絕緣涂料，形成規(guī)定厚度，例如4 μ m的絕緣被膜。就形成的絕緣被膜而言，其外周方向上的膜厚的偏差得到抑制。
[0050]再次，以規(guī)定次數(shù)重復上述絕緣涂料的涂布及燒結，層疊并形成厚度為4μπι的絕緣被膜，例如，形成40 μ m的絕緣被膜。因此，獲得本實施方式的絕緣電線I。
[0051]實施例
[0052]其次，說明本實用新型的實施例。
[0053]在本實施例中，以30°C時的粘度不同的絕緣涂料形成絕緣被膜，從而制造了絕緣電線。然后，測定了制造的絕緣電線的絕緣被膜中外周方向的膜厚，并評價了其均勻性。
[0054]使用扁平模具，在具有規(guī)定尺寸以及曲率半徑的扁平導體的外周上通過涂布規(guī)定涂料粘度的絕緣涂料并燒結形成絕緣被膜。然后，通過多次重復該操作，形成具有規(guī)定膜厚的絕緣被膜，從而制造絕緣電線。
[0055]在實施例1?3以及比較例1、2中，以如下表I所示，使用了具有規(guī)定尺寸及曲率半徑的扁平導體。此外，在實施例1?3以及比較1、2中，使用了在30°C時涂料粘度不同的絕緣涂料，各涂料粘度:實施例1為1mPa.S、實施例2為5mPa.S、實施例3為20mPa.S、比較例I為3mPa.S、比較例2為30mPa.S。此外，將絕緣被膜的平均膜厚在實施例1?3中設為40 μ m,在比較例1、2中設為20 μ m。
[0056]表I
[0057]
實施例1 實施例2 實施例3 比較例I 比較例2
短邊長度 L1 [mm]1.5__3,5__2,0__2?__2.0
紀扁平導 _長邊長度L2 [mm]__3Λ__4?__3Λ__3Λ__3.0
f 體.短邊和長邊之比(L2ZL1 )2.01.1__L5__L5__1.5:__角部曲率半徑[mm]__03__Ob__03__03__0.3
線辦破平均膜厚[μιη]40 一 40 ~ 40 ~20~ 20 _
?最厚■厚「ηη
最薄部膜厚d2之比(d,/d2)____________—
■絕緣涂料土 30τ時的涂料枯度[Pa.s]丨 ?υ 丨 5 I 20 丨 3 !30
[0058]通過用光學顯微鏡對制造的絕緣電線的絕緣被膜觀察如圖1所示的絕緣電線的截面，測定了絕緣被膜的外周方向的厚度，并計算出最大膜厚Cl1和最小膜厚d2的比例(Cl1/d2)。然后，以該比例為基礎，評價了絕緣被膜外周方向上膜厚的均勻性。將評價結果表示在上述表I中。
[0059]在實施例1?3中，使用了 30°C時涂料粘度為5Pa.s以上且20Pa.s以下的絕緣涂料，如表I所示，將最大膜厚Cl1和最小膜厚d2的比((Vd2)設為1.3以下時，確認了能夠將絕緣被膜的外周方向上膜厚的偏差抑制得較小。此外，在實施例1?3中，確認了即使是在扁平導體的曲率半徑減小的情況下，也能夠將絕緣被膜的外周方向中膜厚的偏差抑制得較小。即，根據(jù)實施例1?3的絕緣電線，能夠抑制膜厚的偏差并使線圈的占空比提高。
[0060]另一方面，在比較例I中，確認了由于絕緣涂料的涂料粘度過低，不能夠充分抑制由表面張力引起的絕緣涂料的流動，從而形成的絕緣被膜在外周方向上膜厚變得不均勻。此外，在比較例2中，確認了由于絕緣涂料的涂料粘度過高，發(fā)生導體增長。導體增長產(chǎn)生于將涂布絕緣涂料的扁平導體插入涂布模具中，調整其涂布厚度時，如果絕緣涂料的涂料粘度過高，由于插入扁平導體變得困難，因此扁平導體被拉長而增長。就扁平導體而言，由于發(fā)生導體增長，絕緣涂料的涂布前和涂布后的截面積發(fā)生變化。在比較例2中，確認了相比絕緣涂料涂布前扁平導體的截面積(D1),絕緣涂料涂布后扁平導體的截面積(D2)的變化率大于1%。因此，在比較例2中，沒有測定出絕緣被膜外周方向的膜厚。另外，在實施例1?3及比較例I中，絕緣涂料涂布前后的截面積變化率小于I %，沒有確認上述導體增長的發(fā)生。
【權利要求】
1.一種絕緣電線，具備扁平導體和絕緣被膜，其特征在于， 所述扁平導體具有角部形成為圓弧形的類矩形截面形狀， 所述絕緣被膜通過加熱涂布的絕緣涂料而形成從而被覆所述扁平導體外周，并且在外周方向上具有最厚部及最薄部， 所述扁平導體的截面形狀中，所述角部的曲率半徑為0.6mm以下，并且寬度方向的短邊L1和長度方向的長邊L2的比例L2Zl1為2.0以下， 將所述絕緣被膜的外周方向上的所述最厚部的膜厚設為Cl1、所述最薄部的膜厚設為d2時，其比例Vd2為1.3以下。
【文檔編號】H01B13/00GK203931551SQ201420301064
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月6日 優(yōu)先權日:2013年6月6日
【發(fā)明者】本田佑樹, 船山泰弘, 菊池英行 申請人:日立金屬株式會社