TOP特許意匠商標
特許ウォッチ DM通知 Twitter
公開番号2021044197
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210318
出願番号2019166980
出願日20190913
発明の名称塗装ダイス
出願人日立金属株式会社
代理人特許業務法人平田国際特許事務所
主分類H01B 13/16 20060101AFI20210219BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】生産性の低下を抑えながらも、平角導体線の外周に均等な厚さを有する絶縁被膜を形成することが可能な塗装ダイスを提供する。
【解決手段】回転軸線Oを中心として筐体2に回転可能に支持され、平角導体線101の外周にエナメル塗料Eを塗装するための塗装ダイス4は、平角導体線101及びエナメル塗料Eが導入される導入口411と、エナメル塗料Eが塗装された平角導体線101が導出される導出口412と、導入口411と導出口412との間の通路40に設けられ、平角導体線101を通過させる狭路部400とを有し、導出口412及び狭路部400における通路40は、通路40の中心軸線に沿って見た形状が平角導体線101の長手方向に対して垂直な断面の断面形状に対応する矩形状であり、狭路部400における通路40の通路面積が導出口の開口面積よりも狭い。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
平角導体線の外周に絶縁塗料を塗装するための塗装ダイスであって、
前記平角導体線及び前記絶縁塗料が導入される導入口と、
前記絶縁塗料が塗装された前記平角導体線が導出される導出口と、
前記導入口と前記導出口との間の通路に設けられ、前記平角導体線を通過させる狭路部とを有し、
前記導出口及び前記狭路部における前記通路は、前記通路の中心軸線に沿って見た形状が前記平角導体線の長手方向に対して垂直な断面の断面形状に対応する矩形状であり、
前記狭路部における前記通路の通路面積が前記導出口の開口面積よりも狭い、
塗装ダイス。
続きを表示(約 470 文字)【請求項2】
前記平角導体線の前記断面の長軸方向に沿った前記狭路部における前記通路の横幅が前記導出口における同方向の幅よりも狭く、
前記平角導体線の前記断面の短軸方向に沿った前記狭路部における前記通路の縦幅が前記導出口における同方向の幅よりも狭い、
請求項1に記載の塗装ダイス。
【請求項3】
前記狭路部の前記横幅と前記平角導体線の前記長軸方向の幅との差が20μm以上40μm未満であり、
前記狭路部の前記縦幅と前記平角導体線の前記短軸方向の幅との差が40μm以上80μm未満である、
請求項2に記載の塗装ダイス。
【請求項4】
前記狭路部と前記導出口との間における前記通路に連通し、前記狭路部を通過した前記平角導体線の周囲に前記絶縁塗料を供給する供給路が設けられた、
請求項1乃至3の何れか1項に記載の塗装ダイス。
【請求項5】
前記供給路は、前記狭路部と前記導出口との間における前記通路に環状に開口している、
請求項4に記載の塗装ダイス。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、平角導体線の外周に絶縁塗料を塗装するための塗装ダイスに関する。
続きを表示(約 7,500 文字)【背景技術】
【0002】
従来、例えばモータの巻線として、断面矩形状の平角導体線の外周に絶縁塗料を塗布したものが用いられている。このような巻線を用いることにより、例えばモータにおけるコイルの占有空間に対する導体の総断面積の割合を示す占積率が高まり、モータを小型化することが可能となる。
【0003】
特許文献1には、塗装ダイスを用いて平角導体線の外周に絶縁塗料としてのエナメルを塗布し、塗布したエナメルを焼き付けして絶縁被膜を形成する平角エナメル線の製造方法が記載されている。塗装ダイスには、均等な厚さを有する絶縁被膜を安定性よく形成するため、平角導体線が挿通されるダイス孔の内面に複数の突起が設けられている。これらの突起は、絶縁塗料の整流板としてダイス孔における絶縁塗料の流れの不均等性を抑制し、絶縁被膜と平角導体線との偏芯を抑制する。また、複数の突起が存在することで、平角導体線が塗装ダイスに対して大きく偏芯したり捻れたりすることが物理的に抑制され、絶縁被膜の厚さのばらつきを少なくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2011−142030号公報(段落[0034]−[0038]参照)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1に記載のものでは、ダイス孔から導出された平角導体線に塗布された絶縁被膜に、複数の突起に対応する形状の凹部(特許文献1の図11参照)が形成される。このため、絶縁被膜がダイス孔から導出された直後に焼き付けられて固まると絶縁被膜の厚みが不均等になるので、絶縁塗料の流動によって凹部が消滅してから焼成が進行するようにする必要があった。そして、この制約により、平角エナメル線の生産性が低下してしまうおそれがあった。
【0006】
そこで、本発明は、生産性の低下を抑えながらも、平角導体線の外周に均等な厚さを有する絶縁被膜を形成することが可能な塗装ダイス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】
【0007】
本発明は、上記課題を解決することを目的として、平角導体線の外周に絶縁塗料を塗装するための塗装ダイスであって、前記平角導体線及び前記絶縁塗料が導入される導入口と、前記絶縁塗料が塗装された前記平角導体線が導出される導出口と、前記導入口と前記導出口との間の通路に設けられ、前記平角導体線を通過させる狭路部とを有し、前記導出口及び前記狭路部における前記通路は、前記通路の中心軸線に沿って見た形状が前記平角導体線の長手方向に対して垂直な断面の断面形状に対応する矩形状であり、前記狭路部における前記通路の通路面積が前記導出口の開口面積よりも狭い、塗装ダイスを提供する。
【発明の効果】
【0008】
本発明に係る塗装ダイスによれば、生産性の低下を抑えながらも、平角導体線の外周に均等な厚さを有する絶縁被膜を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
本発明の第1の実施の形態に係る塗装ダイスを用いた平角エナメル線の製造装置の一構成例を示す模式図である。
被覆装置における塗装部の要部を示す断面図である。
(a)は、図2のA−A線における塗装ダイス及び平角導体線の断面図である。(b)は、図2のB−B線における平角導体線の断面を塗装ダイスの軸方向端面と共に示す断面図である。
塗装ダイスを回転軸線に沿った断面で示す断面図である。
図4に示す断面を含む塗装ダイスの斜視断面図である。
(a)は、第2の実施の形態に係る塗装ダイスをその回転軸線に沿った断面で示す断面図であり、(b)は、(a)のC−C線における塗装ダイスの断面図である。
図6(a)に示す断面を含む第2の実施の形態に係る塗装ダイスの斜視断面図である。
第1部材と第2部材とを分離して示す第2の実施の形態に係る塗装ダイスの斜視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る塗装ダイスを用いた平角エナメル線の製造装置の一構成例を示す模式図である。この製造装置によって得られた平角エナメル線は、例えば電動モータにおいて電流に応じた磁力を発生させるコイル巻線として用いられる。
【0011】
(製造装置の構成)
製造装置1は、断面丸形状の素材線100が巻き回された供給リール10を支持する支持部11と、供給リール10から送り出された素材線100を圧延により塑性変形させて断面矩形状の平角導体線101に成形する伸線機12と、伸線機12による伸線加工によって加工硬化した平角導体線101を柔らかくする焼鈍処理を行う焼鈍炉13と、焼鈍炉13を通過した平角導体線101に対して絶縁塗料としてのエナメルを塗装して焼き付け、エナメル被覆加工を行う被覆装置14と、エナメル被覆された平角エナメル線102を挟んで回転するキャプスタン15及びピンチローラ16と、キャプスタン15及びピンチローラ16の後段で、平角エナメル線102を巻き取る巻取ボビン17を支持して回転させる巻取駆動部18とを有している。
【0012】
また、製造装置1には、平角導体線101及び平角エナメル線102を案内するガイドプーリ190〜199が、それぞれ適宜の位置に配置されている。図1では、素材線100及び平角導体線101の断面形状を吹き出しに図示すると共に、素材線100、平角導体線101、及び平角エナメル線102の移動方向を矢印で図示している。
【0013】
被覆装置14には、平角導体線101の外周に液状のエナメル塗料を塗装する複数の塗装部141と、塗装部141で塗装された液状のエナメル塗料を焼き付けして硬化させる複数の焼付部142とが並んで配置されている。平角導体線101は、一組の塗装部141及び焼付部142を、塗装部141から焼付部142へと通過する。塗装部141及び焼付部142の組数は例えば20〜30であり、各組の塗装部141及び焼付部142が並列に配置されている。なお、図1では、四組の塗装部141及び焼付部142を示し、他の塗装部141及び焼付部142については図示を省略している。なお、焼付部142は、全組数分の平角導体線101が入る様に構成してもよい。
【0014】
複数の塗装部141のうち、最前段部の塗装部141は、平角導体線101の外周面に直接エナメルを塗装する。その後段部にあたる塗装部141は、塗装及び焼き付けされたエナメル被膜の上にさらに重ねてエナメルを塗装する。塗装部141及び焼付部142の組数によっても異なるが、平角導体線101の外周には、全体として数十〜百数十μmのエナメル被膜が形成される。なお、本発明において「平角導体線の外周に絶縁塗料を塗装する」とは、平角導体線101の外周面に直接的にエナメルを塗装すること、及び平角導体線101の外周面に形成されたエナメル被膜の上にさらに重ねてエナメルを塗装することを含む趣旨である。
【0015】
図2は、被覆装置14における最前段部の塗装部141の要部を示す断面図である。図2において、図面下方は製造装置1の鉛直方向下方を示し、図面上方は製造装置1の鉛直方向上方を示している。
【0016】
塗装部141は、筐体2と、軸受部3と、塗装ダイス4とを有して構成されている。筐体2には、液状のエナメル塗料Eが充填される充填ポッド20、及び軸受部3が収容される軸受収容部21が形成されている。エナメル塗料Eとしては、例えばポリイミド樹脂、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、ポリアミドイミド樹脂等をベース樹脂とし、高い電気絶縁性を有する塗料を用いることができる。図2では、エナメル塗料Eをグレーで示している。
【0017】
本実施の形態では、軸受部3が一対のボールベアリング31,32により構成されている。また、一対のボールベアリング31,32に並列して、シール部材33が配置されている。ただし、これに限らず、軸受部3に例えばニードルベアリングを用いてもよく、滑り軸受を用いてもよい。軸受部3は、塗装ダイス4を筐体2に対して円滑に回転可能に支持する。シール部材33は、エナメル塗料Eの漏出を防止している。筐体2は、軸受部3を介して塗装ダイス4を支持する支持体に相当する。
【0018】
(塗装ダイスの構成)
図3(a)は、図2のA−A線における塗装ダイス4及び平角導体線101の断面図である。図3(b)は、図2のB−B線における平角導体線101の断面を塗装ダイス4の軸方向端面4aと共に示す断面図である。図4は、塗装ダイス4をその回転軸線Oに沿った断面で示す断面図である。図5は、図4に示す断面を含む塗装ダイス4の斜視断面図である。この塗装ダイス4は、図4及び図5に示す断面を対称面とする対称形状である。
【0019】
塗装ダイス4は、回転軸線Oを中心として筐体2に対して回転可能に支持され、平角導体線101の外周にエナメル塗料を塗装するために用いられる。なお、図3乃至図5は、被覆装置14における最前段部の塗装部141に用いられる塗装ダイス4を図示しているが、他の塗装部141にも同様の構造の塗装ダイスが用いられる。ただし、後段部側の塗装部141の塗装ダイスほど、ダイス孔としての通路40の大きさが徐々に大きくなる。この大きさの変化量は、積層されるエナメル被膜の厚さに対応したものである。通路40の中心軸線は、回転軸線Oと一致している。すなわち、塗装ダイス4は、通路40の中心軸線を中心に回転可能に支持されている。
【0020】
図3(a),(b)に示すように、平角導体線101は、その長手方向に対して垂直な断面における断面形状が、当該断面の短軸方向の幅W

よりも同断面の長軸方向の幅W

が長く、かつ四隅の角部が丸みを有する矩形状である。平角導体線101の材料としては、例えば銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の良導電性を有する金属材料を用いることができる。図3(a),(b)では、図2と同様に、平角導体線101に塗布されたエナメル塗料Eをグレーで示している。
【0021】
塗装ダイス4は、円筒状の本体部41と、本体部41の外周面から突出した環状のフランジ部42とを一体に有している。本体部41は、平角導体線101及びエナメル塗料Eが導入される導入口411と、エナメル塗料Eが塗装された平角導体線101が導出される導出口412と、導入口411と導出口412との間の通路40とを有している。通路40は、回転軸線Oに沿って本体部41を軸方向に貫通している。フランジ部42は、本体部41における導入口411側の端部に設けられている。
【0022】
通路40における平角導体線101の通路面積が最も狭い部位は、塗装ダイス4の狭路部400として形成されている。また、通路40は、狭路部400と導入口411との間の漸狭部401と、狭路部400と導出口412との間の漸広部402とを有している。漸狭部401では、導入口411から狭路部400に向かって通路面積が徐々に狭くなり、漸広部402では、狭路部400から導出口412に向かって通路面積が徐々に広くなる。なお、通路面積とは、通路40の中心軸線に対して垂直な断面、すなわち回転軸線Oに垂直な断面における通路40の面積をいう。
【0023】
図3(a)は、狭路部400における断面を示している。図3(b)は、塗装ダイス4の軸方向端面4aにおける導出口412を示している。図3(a),(b)に示すように、導出口412及び狭路部400における通路40は、回転軸線Oに沿って見た形状が平角導体線101の断面形状に対応する矩形状である。具体的には、平角導体線101の外周面101aと通路40の内面40aとの間に一周にわたって略等間隔の隙間が形成される形状である。また、狭路部400における通路40の通路面積は、導出口412の開口面積よりも狭くなっており、漸広部402では、平角導体線101の外周面101aと通路40の内面40aとの隙間が導出口412に近いほど拡大する。
【0024】
図3(a)に示すように、狭路部400における通路40の平角導体線101の長軸方向に沿った横幅をW
L1
とし、狭路部400における通路40の平角導体線101の短軸方向に沿った縦幅をW
S1
とすると、W
L1
とW

との差、及びW
S1
とW

との差は、それぞれ例えば20μm以上40μm未満である。また、図3(b)に示すように、導出口412における平角導体線101の長軸方向に沿った横幅をW
L2
とし、導出口412における平角導体線101の短軸方向に沿った縦幅をW
S2
とすると、W
L2
とW

との差、及びW
S2
とW

との差は、それぞれ例えば40μm以上80μm未満である。W
L1
とW

との差は、W
L2
とW

との差の2分の1以下であることが望ましく、W
S1
とW

との差は、W
S2
とW

との差の2分の1以下であることが望ましい。
【0025】
このように、平角導体線101の長軸方向に沿った狭路部400における通路40の横幅W
L1
は、導出口412における同方向の幅W
L2
よりも狭く、平角導体線101の短軸方向に沿った狭路部400における通路40の縦幅W
S1
は、導出口412における同方向の幅W
S2
よりも狭い。また、回転軸線Oに平行な方向に対する漸狭部401の内面の傾きをθ

とし、回転軸線Oに平行な方向に対する漸広部402の内面の傾きをθ

とすると、θ

はθ

よりも小さい。
【0026】
以上のように構成された塗装ダイス4を用いて平角導体線101にエナメル塗料Eを塗装する際には、充填ポッド20及び塗装ダイス4の漸狭部401に満たされたエナメル塗料Eが回転軸線Oに沿って移動する平角導体線101の外周面101aに付着し、平角導体線101と共に狭路部400を通過する。狭路部400を通過する際には、エナメル塗料Eが僅かに圧縮され、漸広部402において広がる。このため、導出口412から導出される平角導体線101の外周面101aには、W
L1
とW

との差ならびにW
S1
とW

との差よりも厚いエナメル塗料Eが塗布されており、このエナメル塗料Eが焼付部142で焼き付けされる。
【0027】
ここで、塗装ダイス4に導入される平角導体線101は、必ずしも筐体2に対する長軸方向及び短軸方向の向きが一定ではなく、平角導体線101の捩れによって長軸方向及び短軸方向の向きが変化する。この捩じれの原因としては、例えば供給リール10に巻き回された素材線100が有していた捩れ癖が平角導体線101に残存し、この捩れ癖がエナメル塗料Eを塗布する工程で現れることが挙げられる。以下、通路40内で平角導体線101の長軸方向及び短軸方向の向きが変わることを平角導体線101の自転という。
【0028】
仮に塗装ダイス4が筐体2に対して非回転に支持されていると、このような平角導体線101の自転が発生したときにエナメル塗料Eの厚みが部位によって大きくばらついてしまうため、本実施の形態では軸受部3によって塗装ダイス4を筐体2に対して回転自在に支持している。また、平角導体線101の自転に対して塗装ダイス4の回転が精度よく追従するように、通路40に狭路部400を設けている。
【0029】
すなわち、平角導体線101の自転に追従して塗装ダイス4が回転する場合には、平角導体線101の外周面101aと通路40の内面40aとの隙間が狭くなった部分のエナメル塗料Eの圧力の上昇によって塗装ダイス4を回転させる回転力が発生するが、平角導体線101の断面の大きさに対して通路40が広いと、平角導体線101が塗装ダイス4に対して自転しても、塗装ダイス4を回転させる回転力が発生しにくい。つまり、本実施の形態では、主として狭路部400において発生するエナメル塗料Eの圧力により、塗装ダイス4が平角導体線101の自転に追従して回転する。
【0030】
さらに詳細には、漸狭部401におけるエナメル塗料Eは、回転軸線Oに沿った平角導体線101の移動に連れて狭路部400に向かって流動するので、狭路部400において特に動圧が高くなる。そして、この狭路部400において平角導体線101の自転が発生すると、平角導体線101の外周面101aと通路40の内面40aとの隙間が狭くなった部分におけるエナメル塗料Eの圧力によって直ちに塗装ダイス4が追従回転し、平角導体線101の外周面101aと通路40の内面40aとの間隔が略一定に保たれる。
(【0031】以降は省略されています)

この特許をJ-PlatPatで参照する

関連特許

日立金属株式会社
変圧器
日立金属株式会社
ローラ
日立金属株式会社
挿入光源
日立金属株式会社
配線構造
日立金属株式会社
ケーブル
日立金属株式会社
絶縁電線
日立金属株式会社
ケーブル
日立金属株式会社
銅鋳造材
日立金属株式会社
配線部品
日立金属株式会社
配電部材
日立金属株式会社
トロリ線
日立金属株式会社
金属部材
日立金属株式会社
ケーブル
日立金属株式会社
配電部材
日立金属株式会社
塗装ダイス
日立金属株式会社
感圧センサ
日立金属株式会社
センサ装置
日立金属株式会社
センサ装置
日立金属株式会社
回転速センサ
日立金属株式会社
多心ケーブル
日立金属株式会社
同軸ケーブル
日立金属株式会社
熱電変換材料
日立金属株式会社
多心ケーブル
日立金属株式会社
多対ケーブル
日立金属株式会社
編組チューブ
日立金属株式会社
ワイヤハーネス
日立金属株式会社
LANケーブル
日立金属株式会社
ワイヤハーネス
日立金属株式会社
ワイヤハーネス
日立金属株式会社
ワイヤハーネス
日立金属株式会社
ワイヤハーネス
日立金属株式会社
繊維強化樹脂体
日立金属株式会社
シャワーヘッド
日立金属株式会社
ワイヤハーネス
日立金属株式会社
ワイヤハーネス
日立金属株式会社
電気融着プラグ
続きを見る