JPS603729B2 - 耐熱絶縁電線の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔本発明の分野〕 本発明は耐熱、耐焼損性電気機器の耐熱絶縁電線の製造
方法に関するもので、詳しくは、例えば自動車用ワィパ
モータ等に使用され拘束過電流状態での寿命の長い耐熱
絶縁電線の製造方法に関するものである。

従来、この種の絶縁電線のうちマグネットワイヤとして
知られるものは、ポリイミド、ポリアミド、ポリベンツ
イミダゾール、ポリイミダゾロピン、ポリエステルィミ
ド等の耐熱樹脂を導体上に暁付けて製造していた。

しかし、近年、電気装置の小型軽量化、高出力化が進み
、国内外でセラミック絶縁電線が開発され、航空宇宙開
発、放射線環境部門への応用技術として重要視されてき
た。

又、導体材料としても、耐熱性鋼合金、分散強化型合金
が製造され、更に酸化アルミニュームを絶縁物としたア
ルマイト線等が製造されてきた。しかし、前述した耐熱
樹脂はアルマイト電線を除いて有機物質であることから
常用使用範囲は２２び○以下に制限され、アルマイト線
とて３００なし、し３５ぴ０までが限界であった。

従って、これ以上の高温に耐えるものにするには、ガラ
ス、セラミック等の著しく耐熱性のある無機物質を絶縁
物として被覆した絶縁電線が必要となり、このような電
線は一部文献等で紹介されてきた。特公昭３３一３１７
８号公報、袴関昭５１一４８１９２号、侍開昭５２一２
３１３５号公報はこの代表である。これらの無機質絶縁
電線は耐熱樹脂中に粉末マィカ、クレー、タルク、ガラ
ス短繊維、シリカ等を混合して燐付けて使用していた。

また最近はＳｉ０２、Ｂ０３、Ｐｂ０系あるいはＳｉＱ
、Ｍｇ０、ＡＩ２０３系のガラスを主成分とした絶縁材
料も注目されている。このようなセラミック（無機質絶
縁）電線は従来の耐熱樹脂電線に比較し、著しく耐熱性
に優れている反面、巻回すると、絶縁層がはがれ落ちる
欠点があり、又、コイル巻線時の可榛性に問題があり、
あまり市場には出まわってし、なかつた。しかし、この
種セラミック電線の導体にニッケルメッキ、あるいはク
ラツドを施すことにより、６００００以上でも酸化被膜
が導体に形成されないため、高温酸化による抵抗値の増
加のある従来一般電線の銅線に比べると、セラミック電
線の方がはるかに優位なことが確認されるようになって
きた。

このため、セラミック電線の価値が急速に見直されてき
たが、それでも前述した大きな欠点であるところの巻回
による絶縁層のはがれ落ちと、コイル巻線時に要求され
る可榛・性に関する問題は解決されなかった。

〔本発明の目的〕

本発明は上記の問題点に鑑み、巻回しても絶縁が悪化せ
ず、又、可榛・性に富む絶縁層を有し、耐熱特性に優れ
ると共に、高速かつ過酷な巻線作業にも耐え得る耐熱絶
縁電線の製造方法を提供することを目的とするものであ
る。

〔本発明の構成〕

このため本発明は、無機質微粉末中にバィンダを添加し
た懸濁無機物質を導体上に塗布し、該懸濁無機物質中の
前記無機質微粉末が溶融されてしまわぬ程度に、前記懸
濁無機物質を加熱して若干の塑性および柔軟性を呈する
半硬化被膜を形成し、この後、該被膜の上層に雛型剤を
塗布して離型層を構成し、更にその後、この離型層の周
囲に有機絶縁層を形成したものである。

〔本発明の効果〕

この本発明によれば、懸濁無機物質を加熱して形成した
被膜中の無機質微粉末が溶融ないいま焼成されてガラス
化又はセラミック化ないいまセラミック類似物化してい
ないため、前記被膜は若干の塑性および柔軟性を呈し、
又可操性に富んでいる。

又、この可操性に富んだ被膜の外周を有機絶縁層が覆っ
ているので、巻線機にかけても絶縁層がはがれ落ちるこ
とがない。

更に、前記被膜と有機絶縁層の間に雛型剤の層があるた
め、無機絶縁被膜と有機絶縁層との間の層間結合度が弱
くなり、そのため、外層の有機絶縁層が巻回作業により
引張られても、絶縁層にクラックが生じることがなく、
かつ、電線を曲げた際に、この曲率に応じて有機絶縁層
と、その下層の無機絶縁被膜との間に適当なすべりが生
じ得るので、ワイヤの可榛・性が一段と増す。

又、有機絶縁層と無機絶縁被膜とを互いに結合し易い材
料、いいかえれば、相間結合力の比較的大きい材料で構
成したとしても、その間の離型剤の層が、お互いの結合
を解くので充分な性能が得られ、結果的には各絶縁層の
材料・材質の選択を幅広く行なうことができるという効
果がある。

〔本発明の実施例〕以下、本発明製造方法の実施例につ
いて説明する。

実施例 １一１ この実施例の絶縁電線は、あらかじめ０．７０のＣｕ線
の表面をニッケルメッキにて前処理し、次に、Ｓｉ０２
、Ｐｂ０、Ｂ２０３系ガラスを３００〜４５０メッシュ
に粉砕し、必要によりＣｒ２Ｑを加えて無機質微粉末を
構成し、これを有機シリコン３０％ワニス溶液中に混合
し、重量比１：２の懸濁無機質液（粉砕物の重量を１と
した場合、溶液重量を２とする）を作成する。

次に、この懸濁液を前記Ｃｕ線上に塗布し、約３００〜
５００ｑ０で加熱し、溶剤分を飛散させ、導体上に若干
の塑性および柔軟性を呈する無機絶縁被膜を形成する。
次に、前記無機絶縁被膜の上に有機シリコン又はワック
ス等の離型剤を塗布乾燥し、この上層にポリィミドから
成る耐熱塗料を、前記無機質微粉末が溶融しない温度で
燐付ける。

このようにして、完成したマグネットワイヤ（実施例１
一１）の特性を第１表最上段にて示し、段面を第４図に
示す。

この第４図において７はＣｕ導体、１６は無機絶縁被膜
、１７は有機絶縁層であり、離型層は極く薄いので図示
を省略している。

第 １ 表 なお、該第１表にて示すヒュージング性の意味を説明す
るために、実施例１一１をモータの巻線に適用した場合
について説明する。

第１図はモータのコンミテータと巻線体の接続部である
。

１，２は電極、３はコンミテータセグメント、４は整流
溝、５はモータのシャフト、６は実施例１一１のマグネ
ットワイヤからなる電気巻線体の端末部が電極１，２に
よってヒュージングされる接続爪である。

８は接続を容易にするためＺｎ又はＳｎメッキを施した
低温度溶融層である。

そしてＡは前記マグネットワイヤの導体７と接続爪７の
ヒュージング部分で第２図は従来例の拡大図、第３図は
実施例１一１のマグネットワイヤを使用した拡大図であ
る。

従来例を示す第２図において、７ａは導体７の上にある
残存被覆層である。

従来のように無機質を完全にガラス状まで焼成すると無
機絶縁被膜の一部が前記被覆層７ａとして残存し、ヒュ
ージングでは接続困難となりコンミテータと導体７との
導通不良の原因となる。この点、実施例１一１の使用に
よって得られるヒュージング部分の拡大図である第３図
では上層のポリィミドが焼けてできた炭化物９のみが残
るだけである。

なお、第１表の耐焼損性は各実施例のマグネットワイヤ
で製作したワイパモータの焼損特性を示し、ヒュージン
グ性は前述したヒュージングの評価である。

そして、この第１表から前述した実施例１一１は優れた
耐焼損性とヒュージング性を示すことが判明する。

次に、実施例１一２は懸濁無機物質中にバィンダとして
有機シリコンを添加して加熱することにより、無機絶縁
被膜を形成し、その後、シリコンワニス中を通して焼付
けることにより離型剤を構成し、実施例１一１と同様に
ポリィミドワニスを塗布し溶融しない温度で競付けたも
のである。

更に、実施例１−３は実施例１−１の有機シリコンの代
りにバインダとしてワックスを塗布後、溶融しない温度
で競付けて無機絶縁被膜を形成したものであり後は実施
例１−１と同一である。次に、比較例１一１は、従来市
販されているポリイミド電線であり、比較例１一２およ
び１一３は導体上に直接ポリイミドワニスの被膜を設け
、このポリィミドワニス中に短繊維ガラスの微粉末およ
びＡｉぬ３の微粉末をそれぞれ５５重量％混合して比較
的低い温度で加熱したものであり、一層の絶縁層を有す
るものである。なお、第１表は無機質微粉末が溶融しな
い温度で焼付けられたことによる効果を示している。

すなわち、無機質微粉末が溶融しておらずガラス状又は
セラミック状ないしセラミック類似物状にはなっていな
いので、無機絶縁被膜が若干の塑性および柔軟性を呈し
、このことが、ヒュージング時の無機絶縁被膜の除去を
容易にしており、又、高温にさらされたときに無機絶縁
被膜中の無機質微粉末が溶融又は焼成されガラス又はセ
ラミックないしはセラミック類似物を絶縁被膜とする電
線となって、高温時にも高い絶縁性能が確保される事実
を第１表が示している。しかし、この第１表からでは、
巻線性に関する評価はできないし、離型層の効果も論じ
られない。

次に、巻線性に関する実験例について第２表を用いて説
明する。

この第２表は、本発明の横成要件である有機絶縁層と無
機絶縁被膜との間の離型剤の効果を説明するために、離
型剤を使用した実施例１−４と、あえて離型剤を使用し
ないところの比較例２−５〜比較例２−９を試作し巻線
性とヒュージング性を評価したものである。

第 ２ 実施例１−４は実施例１−１と同一の無機質層の上に、
離型層をなすシリコンワニスを焼付け更にその上にポリ
ィミドを燐付けたものでシリコンワニスが離型剤となっ
ている。

比較例２−５は離型剤を使用せず直接ポリィミドを燐付
けたものである。又、比較例２一６は懸濁無機物質中に
有機シリコンとかワックスを添加して無機質被膜を作り
、この外側に直接ポリウレタンを暁付けたものである。

比較例２一７から２一９は無機質被膜と外側絶縁層が密
着しやすい材料として懸濁無機質中にシリコンを添加せ
ず、又、ワックスも塗布せずに無機質被膜を作り、これ
に直接ポリウレタン及びェポキシワニスをコーテングし
たものである。

比較例２一７は有機絶縁層としてポリウレタン、８、９
はェポキシ系絶縁ワニスをそれぞれ使用して確認した値
である。この第２表によれば無機絶縁被膜の上に離型層
をなすシリコンワニスを碗付け、更にその上にポリィミ
ドを燐付けたものは巻線性は非常に優れるが、それ以外
のものは若干性能が落ちることが判明する。

すなわち、比較例２一５の如く実施例１−１と同一の無
機絶縁被膜の上に直接ポリィミドを焼付けたものはまだ
しも、比較例２−６の如く無機絶縁被膜の外側に、すべ
り性能の比較的悪いポリウレタンを焼付けたものは巻線
性がかなり落ちる。

なお、上記−実施例では滋型層としてシリコンワニスを
碗付ける方法を採用したが、この他にも例えば有機シリ
コンやワックスを塗布乾燥後、必要に応じて蕨付けて離
型層を構成しても良い。以上述べたように本発明方法に
おいては無機質微粉末が溶融しない比較的低い温度で加
熱されて形成された無機絶縁被膜の上層に離型層を有し
、更にこの上層に有機絶縁層を有するから、無機絶縁被
膜と有機絶縁層とが密着することがなくなる。このため
、電線を折り曲げても有機絶縁層に亀裂が生じないので
絶縁性能が安定し、巻線作業に適したものである。

又、有機絶縁層に外力を加えて、これを破るヒュージン
グ工程においては、外力によって一部に切れ目ができた
有機絶縁層が、滋型層の働きで下層の無機絶縁被膜と密
着しない。

よってすみやかに前記切れ目が拡擬される。このことに
よりヒュージングの品質が安定しヒュージング不良によ
る接続不完全といった障害を防止することができる。な
お、無機絶縁被膜中に有機シリコンやワックスを含み、
かつ有機絶縁層としてポリィミドの如きすべり性能の良
いものを使用すれば無機絶縁被膜と有機絶縁層との層間
結合力が弱くなるので雛型層を設けなくても良好な巻線
性を呈するが、このような材料においても、本発明の如
く機型層を設けることにより、巻線性とヒュージング性
は格段に良くなる。

更に、ポリウレタンの如く、すべり性能の若干悪いもの
を有機絶縁層として使用しても、本発明によれば、充分
な巻線性とヒュージング性が得られ材料選択の自由度が
増すという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法による耐熱絶縁電線の一実施例を使
用したコンミテータ部接続工程を示す模式的構成図、第
２図は従来のコンミテータ部接続工程後におけるヒュー
ジング部分の模式的断面図、第３図は第１図図示工程後
における本発明電線にかかわるヒュージング部分の模式
的断面図、第４図は本発明方法により製造した絶縁電線
の一実施例を示す断面図である。 ７・・・・・・導体、１６・・・・・・無機絶縁被膜、
１７・…・・有機絶縁層。 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 無機質微粉末中にバインダを添加した懸濁無機物質
   を導体上に塗布し、該懸濁無機物質中の前記無機質微粉
   末が溶融してしまわぬ程度に前記懸濁無機物質を加熱し
   て半硬化状の被膜を形成し、この後、該被膜の上に離型
   剤を塗布して離型層を形成し、更に、該離型層の上層に
   有機絶縁層を形成したことを特徴とする耐熱絶縁電線の
   製造方法。 ２ 前記離型層は有機シリコン又はワツクスを塗布乾燥
   したものから成ることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の耐熱絶縁電線の製造方法。 ３ 前記離型層はシリコンワニスを焼付けたものから成
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の耐熱
   絶縁電線の製造方法。