JP2009245666A - Straight-angle electric wire and manufacturing method therefor, and manufacturing device thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、平角電線及びその製造方法並びにその製造装置に関し、特に、絶縁皮膜で押出被覆形成された複数の平角金属導体を積層して構成された高周波用の平角電線及びその製造方法並びにその製造装置に関する。 The present invention relates to a flat electric wire, a method for manufacturing the same, and a manufacturing apparatus therefor, and in particular, a high-frequency flat electric wire configured by laminating a plurality of flat metal conductors formed by extrusion coating with an insulating film, a method for manufacturing the same, and a method for manufacturing the same. Relates to the device.
一般に、高周波用の平角電線は、交流モータや高周波電気機器のコイル等に用いられている。 Generally, a rectangular electric wire for high frequency is used for an AC motor, a coil of a high frequency electric device, or the like.
従来の平角電線は、外周に絶縁用のエナメル皮膜が形成された断面方形の平角金属導体を平積みに積層して構成されている(特許文献1、特許文献2及び特許文献3参照)。
A conventional rectangular electric wire is configured by flatly laminating rectangular metal conductors having a rectangular cross section having an insulating enamel film formed on the outer periphery (see Patent Document 1,
また、従来の平角電線の製造方法は、例えば特許文献3に示すように、中心導体の外周をエナメル被膜で覆った複数本の平角素線をそれらの矩形断面の長手方向を略水平に寝かせた姿勢で繰り出す平角素線繰出工程と、各平角素線に接合塗料を塗布する接合塗料塗布工程と、塗布後の各平角素線を矩形断面の長手方向が略垂直となるように立てた姿勢に直して垂直に細長いスリットに挿通して積層する平角素線積層工程と、積層後の平角素線束を垂直に細長い溝に挿通して全体の断面形状を整える成形工程とを含むものである。
従来の平角電線及びその製造方法では、平角金属導体の外周にエナメル皮膜を形成しているので、エナメルを焼き付けるための工程及び設備やエナメル皮膜同士を接着するための工程及び設備が必要であり、製造時間及び製造コストがかかるという課題があった。 In the conventional rectangular electric wire and its manufacturing method, since the enamel film is formed on the outer periphery of the rectangular metal conductor, a process and equipment for baking enamel and a process and equipment for bonding the enamel films together are necessary. There existed a subject that manufacturing time and manufacturing cost started.
また平角電線に通電される電流の周波数が高くなると表皮効果により交流抵抗が増加して損失が高くなる現象(以下単に、高周波損失と称する)が見られるが、従来は、それぞれの平角金属導体の絶縁皮膜として最低でも厚さが3μm程度はあるエナメル皮膜を使用しているので、その分、導体面積を減少させざるを得ず、高周波損失が大きいという課題もあった。 Moreover, when the frequency of the current passed through the rectangular electric wire is increased, a phenomenon that the AC resistance increases due to the skin effect and the loss increases (hereinafter simply referred to as high-frequency loss) has been observed. Since an enamel film having a thickness of at least about 3 μm is used as the insulating film, there is a problem that the conductor area has to be reduced correspondingly and the high-frequency loss is large.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、エナメル皮膜を焼き付けたりエナメル皮膜同士を接着するための材料、工程及び設備が不要となり、それぞれの平角金属導体に極薄い絶縁皮膜を持つ電線を短時間かつ低コストで製造することができ、かつ高周波損失を低減できる平角電線及びその製造方法並びにその製造装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. Materials, processes and equipment for baking enamel films or bonding enamel films are not required, and an extremely thin insulating film is formed on each rectangular metal conductor. An object of the present invention is to provide a flat electric wire, a method for manufacturing the same, and a manufacturing apparatus for the same, which can manufacture the electric wire having a short time and at low cost and can reduce high frequency loss.
本発明の平角電線は、外周に酸化皮膜が形成された複数の平角金属導体を厚さ方向に積層して構成された積層導体部と、前記積層導体部の外周に押出被覆形成された絶縁層とを有することを特徴とするものである。 The rectangular electric wire of the present invention includes a laminated conductor portion formed by laminating a plurality of rectangular metal conductors having an oxide film formed on the outer periphery in the thickness direction, and an insulating layer formed by extrusion coating on the outer periphery of the laminated conductor portion. It is characterized by having.
本発明の平角電線の製造方法は、
(1)複数の平角金属導体毎の外周に酸化皮膜を形成する工程と、
(2)前記酸化皮膜が形成された複数の平角金属導体を垂直方向に積層するようにガイドする工程と、
(3)前記積層された平角金属導体の水平方向の両端面を一対の第1のローラで回転可能に挟持するとともに、前記積層された平角金属導体の垂直方向の両端面を一対の第2のローラで回転可能に挟持して、前記積層された平角金属導体を整列させる工程と、
(4)前記整列された平角金属導体の外周に絶縁層となる樹脂を押出被覆する工程と、
を有することを特徴とするものである。
The manufacturing method of the flat electric wire of the present invention is as follows:
(1) forming an oxide film on the outer periphery of each of the plurality of flat metal conductors;
(2) a step of guiding a plurality of flat metal conductors on which the oxide film is formed to be laminated in a vertical direction;
(3) The both ends in the horizontal direction of the stacked flat metal conductors are rotatably held by a pair of first rollers, and the both ends in the vertical direction of the stacked flat metal conductors are paired by a second pair. Aligning the stacked flat metal conductors with a roller so as to be rotatable; and
(4) a step of extruding a resin serving as an insulating layer on the outer periphery of the aligned rectangular metal conductors;
It is characterized by having.
前記工程(3)と前記工程(4)との間に、整列された平角金属導体を伸線加工する工程を有してもよい。 Between the step (3) and the step (4), there may be a step of drawing the aligned flat metal conductors.
本発明の平角電線の製造装置は、
複数の平角金属導体毎の外周に酸化皮膜を形成する酸化皮膜形成手段と、
前記酸化皮膜形成手段により酸化皮膜が形成された複数の平角金属導体を垂直方向に積層するようにガイドするガイド手段と、
前記ガイド手段により積層された平角金属導体の水平方向の両端面を回転可能に挟持する一対の第1のローラと、前記積層された平角金属導体の垂直方向の両端面を回転可能に挟持する一対の第2のローラとを備え、前記積層された平角金属導体を整列させる整列手段と、
前記整列手段により整列された平角金属導体の外周に絶縁層となる樹脂を押出被覆する押出被覆手段と、
を有することを特徴とするものである。
The flat wire manufacturing apparatus of the present invention is
An oxide film forming means for forming an oxide film on the outer periphery of each of the plurality of flat metal conductors;
A guide means for guiding a plurality of rectangular metal conductors having an oxide film formed thereon by the oxide film forming means to be laminated in a vertical direction;
A pair of first rollers for rotatably holding both end faces in the horizontal direction of the flat metal conductors stacked by the guide means, and a pair of the both ends of the vertical metal metal conductors stacked in a vertical direction for rotation. An alignment means for aligning the laminated rectangular metal conductors,
Extrusion coating means for extruding a resin serving as an insulating layer on the outer periphery of the flat metal conductor aligned by the alignment means;
It is characterized by having.
前記第1のローラは駆動圧延用ローラ又はフリーローラであり、前記第2のローラは駆動圧延用ローラであってもよい。 The first roller may be a drive rolling roller or a free roller, and the second roller may be a drive rolling roller.
請求項1に係る発明によれば、それぞれの平角金属導体の絶縁皮膜として該平角金属導体の表面を酸化させて得た酸化皮膜を用いることができ、エナメル皮膜や接着層を必要としないので、エナメル皮膜を焼き付けたりエナメル皮膜同士を接着するための材料、工程及び設備が不要となり、それぞれの平角金属導体に極薄い絶縁皮膜を持つ電線を短時間かつ低コストで製造することができる平角電線及びその製造方法並びにその製造装置を提供することができる。 According to the invention according to claim 1, an oxide film obtained by oxidizing the surface of the flat metal conductor can be used as an insulating film of each flat metal conductor, and no enamel film or adhesive layer is required. A rectangular electric wire that can produce an electric wire having an extremely thin insulating film on each rectangular metal conductor in a short time and at a low cost without the need for materials, processes and equipment for baking enamel films or bonding the enamel films together. The manufacturing method and the manufacturing apparatus can be provided.
請求項2及び4に係る発明によれば、押出被覆する前に、積層された平角金属導体の水平方向の両端面を一対の第1のローラで回転可能に挟持するとともに、積層された平角金属導体の垂直方向の両端面を一対の第2のローラで回転可能に挟持して、積層された平角金属導体を整列させているので、積層導体部の断面形状が安定化する。
特に、酸化皮膜が形成された平角金属導体の場合、表面が滑りやすいので、平角金属導体同士が水平方向(幅方向)にずれやすくなるが、第1のローラ及び第2のローラにより積層された平角金属導体を整列させるので、平角金属導体同士が水平方向(幅方向)にずれることがなくなり、積層導体部の断面形状がより安定化する。
According to the inventions according to
In particular, in the case of a flat metal conductor with an oxide film formed, since the surface is slippery, the flat metal conductors are easily displaced in the horizontal direction (width direction), but are laminated by the first roller and the second roller. Since the flat metal conductors are aligned, the flat metal conductors are not displaced in the horizontal direction (width direction), and the cross-sectional shape of the laminated conductor portion is further stabilized.
請求項3に係る発明によれば、整列された平角金属導体の密着性を向上させることができる。 According to the invention which concerns on Claim 3, the adhesiveness of the aligned rectangular metal conductor can be improved.
請求項5に係る発明によれば、積層された平角金属導体をより確実に整列させることができる。 According to the invention which concerns on Claim 5, the laminated flat metal conductor can be aligned more reliably.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の実施形態例に係る平角電線を示す断面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a rectangular electric wire according to an embodiment of the present invention.
本発明の実施形態例に係る平角電線Wは、外周に酸化皮膜1が形成された4本の平角金属導体2を厚さ方向に積層して構成された積層導体部3と、積層導体部3の外周に押出被覆形成された絶縁層4とを有する。
A flat electric wire W according to an embodiment of the present invention includes a laminated conductor portion 3 formed by laminating four
平角金属導体2は、例えば、銅,銅合金,アルミニウム,アルミニウム合金又はそれら金属の組み合わせ等で作られている。
The
絶縁層4は、例えば、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリカーボネート(PC)、ポリサルホン(PSU)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)等で作られている。 The insulating layer 4 is made of, for example, polyimide (PI), polyamideimide (PAI), polycarbonate (PC), polysulfone (PSU), polyethylene terephthalate (PET), polyetheretherketone (PEEK), polyphenylene sulfide (PPS), or the like. It has been.
酸化皮膜1は、単に自然に形成される酸化膜を意図するものではなく、それぞれの平角金属導体2の絶縁皮膜として該平角金属導体2の表面を酸化させて得たものである。例えば酸化皮膜1は、酸化雰囲気(大気雰囲気でもよい)中の炉内で平角金属導体2に熱風を吹き掛けたり、アルミニウムであればアルマイト処理やアルマット処理(「メタルコア配線板におけるコア金属と絶縁樹脂の密着性向上」電子材料 Vol.44 No.10(工業調査会2005)参照)を行なうなどにより、平角金属導体2の外周に例えば0.5〜2.5μmの所定の厚さに形成されたものである。
The oxide film 1 is not intended to be a naturally formed oxide film, but is obtained by oxidizing the surface of the
本発明の実施形態例に係る平角電線Wによれば、エナメル皮膜や接着層を必要としないので、エナメル皮膜を焼き付けたりエナメル皮膜同士を接着するための材料、工程及び設備が不要となり、製造時間の短縮化及び製造コストの低減を図ることができる。 According to the flat electric wire W according to the embodiment of the present invention, since no enamel film or adhesive layer is required, materials, processes and equipment for baking the enamel film or adhering the enamel films are not required, and the manufacturing time Can be shortened and the manufacturing cost can be reduced.
また、酸化皮膜1は、上述の通り意図的に形成された、例えば0.5〜2.5μmの厚さのある酸化膜であるので、伸線加工等を行っても剥離したり潰れたりしにくく、平角金属導体2同士の絶縁性をある程度確保できる。とくに平角金属導体2をアルミニウムで構成し、アルマット処理により酸化皮膜1を形成した場合には、アルマット処理がアルミニウム材の表面粗化処理であるために平角金属導体2同士の摩擦を大きくすることができ、平角金属導体2同士のずれ防止効果を得ることができるとともに、絶縁層4のアンカー効果も得ることができるので好ましい。
Moreover, since the oxide film 1 is an oxide film having a thickness of, for example, 0.5 to 2.5 μm formed intentionally as described above, the oxide film 1 may be peeled off or crushed even if wire drawing is performed. It is difficult to secure a certain degree of insulation between the
さらに、平角金属導体2が平角形状をしているので、コイル等の占積率を高くすることができる。
Furthermore, since the
さらにそれぞれの平角金属導体の絶縁皮膜として極薄い酸化皮膜1を使用しているので、その分、導体面積を確保することができ、高周波損失を低減できる。 Furthermore, since the ultra-thin oxide film 1 is used as the insulating film of each rectangular metal conductor, the conductor area can be secured correspondingly, and high-frequency loss can be reduced.
図2は本発明の実施形態例に係る平角電線Wの製造方法及び製造装置を説明するための説明図である。 FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a manufacturing method and a manufacturing apparatus of the flat electric wire W according to the embodiment of the present invention.
図2に示すように、本発明の実施形態例に係る平角電線Wの製造装置Sは、複数の平角金属導体2毎の外周に酸化皮膜1を形成する酸化皮膜形成部5と、酸化皮膜形成部5により酸化皮膜1が形成された複数の平角金属導体2を垂直方向に積層するようにガイドするガイド部6と、ガイド部6により積層された平角金属導体2の水平方向の両端面を回転可能に挟持する一対の第1のローラ7aと、積層された平角金属導体2の垂直方向の両端面を回転可能に挟持する一対の第2のローラ7bとを備え、積層された平角金属導体2を整列させる整列部7と、整列部7により整列された平角金属導体2の外周に絶縁層4となる樹脂を押出被覆する押出被覆部8とを有する。
As shown in FIG. 2, the manufacturing apparatus S of the flat electric wire W which concerns on the embodiment of this invention is the oxide film formation part 5 which forms the oxide film 1 in the outer periphery for every some
酸化皮膜形成部5は、酸化雰囲気中の炉内で平角金属導体2の外周を酸化することにより酸化皮膜1を形成する。平角金属導体2がアルミニウムの場合には、炉中酸化、アルマイト処理、アルマット処理などの酸化皮膜形成処理を施す。
The oxide film forming unit 5 forms the oxide film 1 by oxidizing the outer periphery of the
ガイド部6の内部には、複数の平角金属導体2が通る通路6aが形成されている。通路6aは、入口6bを大きく、出口6cを小さくして先細りになるように形成されており、これによって、垂直方向に間隔を隔てた複数の平角金属導体2が積層するようにガイドされる。
A
整列部7の第1のローラ7a及び第2のローラ7bは、駆動圧延用ローラが用いられ、平角金属導体2を長手方向(矢印方向)に移動させる。なお、第2のローラ7bだけ駆動圧延用ローラを用い、第1のローラ7aをフリーローラにしてもよい。
The
押出被覆部8は、平角金属導体2を貫通させるダイス8aと、ダイス8a内に絶縁層4となる樹脂を供給するスクリューシリンダ8bとを有し、平角金属導体2がダイス8a内に挿通され、そこに押出被覆部8を構成する樹脂が押し出されることにより、スクリューシリンダ8bから供給された樹脂が平角金属導体2の外周に押出被覆される。
The
次に、本発明の実施形態例に係る平角電線Wの製造方法を説明する。 Next, the manufacturing method of the flat electric wire W which concerns on the example of embodiment of this invention is demonstrated.
まず、酸化皮膜形成部5により、複数の平角金属導体2毎の外周に酸化皮膜1を形成する。
First, the oxide film 1 is formed on the outer periphery of each of the plurality of
次いで、ガイド部6により、酸化皮膜1が形成された複数の平角金属導体2を垂直方向に積層するようにガイドする。
Next, the
次いで、整列部7により、積層された平角金属導体2の水平方向の両端面を一対の第1のローラ7aで回転可能に挟持するとともに、積層された平角金属導体2の垂直方向の両端面を一対の第2のローラ7bで回転可能に挟持して、積層された平角金属導体2を整列させる。
Next, the alignment unit 7 sandwiches the horizontal end surfaces of the stacked
次いで、押出被覆部8により、整列された平角金属導体2の外周に絶縁層4となる樹脂を押出被覆する。これによって、本発明の実施形態例に係る平角電線Wが完成する。
Next, a resin that becomes the insulating layer 4 is extrusion coated on the outer periphery of the aligned
なお、整列部7と押出被覆部8との間で、整列された平角金属導体2の密着性を向上させるために伸線ダイス等により伸線加工する工程を有してもよい。
In addition, in order to improve the adhesiveness of the aligned
本発明の実施形態例に係る平角電線Wの製造方法及び製造装置Sによれば、押出被覆する前に、積層された平角金属導体2の水平方向の両端面を一対の第1のローラ7aで回転可能に挟持するとともに、積層された平角金属導体2の垂直方向の両端面を一対の第2のローラ7bで回転可能に挟持して、積層された平角金属導体2を整列させているので、平角金属導体2同士の幅方向の位置ずれが防止され積層導体部3の断面形状が安定化する。
According to the manufacturing method and the manufacturing apparatus S of the flat electric wire W which concerns on the example of embodiment of this invention, before extrusion coating, the horizontal direction both ends of the laminated
特に、酸化皮膜1が形成された平角金属導体2の場合、表面が滑りやすいので、平角金属導体2同士が水平方向(幅方向)にずれやすくなる(図3(A)参照)。
In particular, in the case of the
そこで本発明の実施形態例では、第1のローラ7aにより積層された平角金属導体2を整列させるとともに第2のローラ7b(駆動圧延ローラ)により平角金属導体2同士を厚さ方向に強く押し付けるので、平角金属導体2同士が水平方向(幅方向)にずれることが防止され、積層導体部3の断面形状がより安定化する(図3(B)参照)。
Therefore, in the embodiment of the present invention, the
また例えば第2のローラ7bの後段かつ押出し被覆部8の直前に、第1のローラ7aと同様の、積層された平角金属導体2の水平方向の両端面を回転可能に挟持する第3のローラを設けることにより、絶縁層4を形成する直前において積層導体部3の幅方向の位置ずれを防止することができるので、さらに好ましい。
Further, for example, a third roller that rotatably holds both horizontal end surfaces of the stacked
本発明は、上記実施の形態に限定されることはなく、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範囲内において、種々の変更が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the technical matters described in the claims.
本発明は、例えば交流モータや高周波電気機器のコイル等の高周波用の電線に利用される。 The present invention is used for high-frequency electric wires such as coils of AC motors and high-frequency electric devices, for example.
W:平角電線
S:装置
1:酸化皮膜
2:平角金属導体
3:積層導体部
4:絶縁層
5:酸化皮膜形成部
6:ガイド部
7:整列部
7a:第1のローラ
7b:第2のローラ
8:押出被覆部
W: flat wire S: device 1: oxide film 2: flat metal conductor 3: laminated conductor part 4: insulating layer 5: oxide film forming part 6: guide part 7:
Claims (5)
前記積層導体部の外周に押出被覆形成された絶縁層と、
を有することを特徴とする平角電線。 A laminated conductor portion formed by laminating a plurality of flat metal conductors having an oxide film formed on the outer periphery in the thickness direction;
An insulating layer formed by extrusion coating on the outer periphery of the laminated conductor portion;
A flat electric wire characterized by comprising:
(2)前記酸化皮膜が形成された複数の平角金属導体を垂直方向に積層するようにガイドする工程と、
(3)前記積層された平角金属導体の水平方向の両端面を一対の第1のローラで回転可能に挟持するとともに、前記積層された平角金属導体の垂直方向の両端面を一対の第2のローラで回転可能に挟持して、前記積層された平角金属導体を整列させる工程と、
(4)前記整列された平角金属導体の外周に絶縁層となる樹脂を押出被覆する工程と、
を有することを特徴とする平角電線の製造方法。 (1) forming an oxide film on the outer periphery of each of the plurality of flat metal conductors;
(2) a step of guiding a plurality of flat metal conductors on which the oxide film is formed to be laminated in a vertical direction;
(3) The both ends in the horizontal direction of the stacked flat metal conductors are rotatably held by a pair of first rollers, and the both ends in the vertical direction of the stacked flat metal conductors are paired by a second pair. Aligning the stacked flat metal conductors with a roller so as to be rotatable; and
(4) a step of extruding a resin serving as an insulating layer on the outer periphery of the aligned rectangular metal conductors;
A method for producing a flat electric wire, comprising:
前記酸化皮膜形成手段により酸化皮膜が形成された複数の平角金属導体を垂直方向に積層するようにガイドするガイド手段と、
前記ガイド手段により積層された平角金属導体の水平方向の両端面を回転可能に挟持する一対の第1のローラと、前記積層された平角金属導体の垂直方向の両端面を回転可能に挟持する一対の第2のローラとを備え、前記積層された平角金属導体を整列させる整列手段と、
前記整列手段により整列された平角金属導体の外周に絶縁層となる樹脂を押出被覆する押出被覆手段と、
を有することを特徴とする平角電線の製造装置。 An oxide film forming means for forming an oxide film on the outer periphery of each of the plurality of flat metal conductors;
A guide means for guiding a plurality of rectangular metal conductors having an oxide film formed thereon by the oxide film forming means to be laminated in a vertical direction;
A pair of first rollers for rotatably holding both end faces in the horizontal direction of the flat metal conductors stacked by the guide means, and a pair of the both ends of the vertical metal metal conductors stacked in a vertical direction for rotation. An alignment means for aligning the laminated rectangular metal conductors,
Extrusion coating means for extruding a resin serving as an insulating layer on the outer periphery of the flat metal conductor aligned by the alignment means;
An apparatus for producing a flat electric wire, comprising:
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