本發(fā)明涉及一種通過電沉積法形成絕緣外皮的絕緣電線，其用于電磁線圈等時，卷繞方向的自由度較高，且卷繞狀態(tài)下的孔隙率格外小。

本申請主張基于2014年10月31日于日本申請的專利申請2014-223761號的優(yōu)先權(quán)，并將其內(nèi)容援用于此。

背景技術(shù)：

以往，作為馬達等的線圈用線材，使用在截面形狀為圓形的芯線(銅線)上設置有絕緣外皮的圓電線。但是，存在如下問題：在多層卷繞圓電線時相鄰的圓電線之間產(chǎn)生孔隙，并且孔隙率較大。因此，例如，如日本特開2003-317547號公報(專利文獻1)所記載，已知有截面形狀為六邊形的絕緣電線。若絕緣電線的截面為六邊形，則具有如下優(yōu)點：能夠緊貼各邊來排列該絕緣電線，因此能夠減少卷繞狀態(tài)下的孔隙。截面形狀為六邊形的絕緣電線還記載于日本特開2008-147062號公報(專利文獻2)、日本特開2009-134891號公報(專利文獻3)等。

另一方面，作為形成絕緣電線的絕緣外皮的方法，已知有浸漬法和涂布法或者電沉積法。浸漬法和涂布法是如下方法：將成為絕緣電線的芯材的導電性的線材(銅線)浸漬于外皮用涂料中，或者在線材表面涂布外皮用涂料，將其進行干燥并烘烤而在線材表面形成絕緣外皮。

電沉積法是如下方法：使成為絕緣電線芯材的銅線通過含涂料成分的電沉積液，并對該銅線通電而使外皮成分電沉積于該銅線表面，對電沉積的外皮成分進行烘烤處理來形成絕緣外皮。專利文獻1以及專利文獻2的絕緣電線均為通過涂布法形成絕緣外皮的例子，專利文獻3的絕緣電線為通過浸漬法來形成絕緣外皮的例子。

專利文獻1：日本特開2003-317547號公報(a)

專利文獻2：日本特開2008-147062號公報(a)

專利文獻3：日本特開2009-134891號公報(a)

通常，利用浸漬法和涂布法時，存在如下傾向：附著于線材表面的涂料在干燥期間容易從線材表面的角部流到平坦部分，因此角部的涂膜在六邊形截面的線材表面變薄，角部呈圓角狀。在卷繞這種絕緣電線時絕緣電線的角部相互對接的部分產(chǎn)生間隙，因此在降低孔隙率方面是有限的。

利用電沉積法時，電沉積于線材表面的外皮成分由于成膜后的膜密度較高因此不易流動，具有在角部也能夠形成充分厚度的外皮的優(yōu)點。另一方面，利用電沉積法時，若在線材表面存在尖銳的部分，則該部分的電場密度增高，角部的外皮成為膨脹的形狀，因此在卷繞狀態(tài)下，如圖5所示，相鄰的絕緣電線11之間易產(chǎn)生孔隙14。另一方面，為了縮小六邊形截面的角部的尖銳度而在角部設置圓角的方法中，若該圓角較大，則與浸漬法和涂布法的情況相同地，在卷繞狀態(tài)下角部的對接部分的間隙較大，不能縮小孔隙率。

另外，專利文獻1中，雖然說明了六邊形截面的絕緣電線的卷繞狀態(tài)下的占空系數(shù)接近100％，但如前述，通過電沉積法形成的絕緣外皮的情況下，角部的外皮成為膨脹的形狀，因此占空系數(shù)難以接近100％。專利文獻1中未意識到這種通過電沉積法形成外皮的問題。專利文獻2及3也完全沒有意識到這種課題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決六邊形截面的絕緣電線中的上述問題，提供一種絕緣電線，該絕緣電線通過將抑制角部中的絕緣外皮的膨脹的適當?shù)拈L度的切角部形成于角部，由此格外縮小了通過電沉積法形成有絕緣外皮的絕緣電線在卷繞狀態(tài)下的孔隙率。

根據(jù)本發(fā)明，作為本發(fā)明的方式，提供具有以下結(jié)構(gòu)的絕緣電線。

[1]一種絕緣電線，該絕緣電線在銅線表面具有通過電沉積法形成的絕緣外皮，所述絕緣電線的特征在于，包含該絕緣外皮的橫截面形狀為六邊形，且在該銅線的六邊形截面的各角部形成有抑制該絕緣外皮的膨脹的切角部分，該切角部分的長度為該六邊形截面的平坦部的長度的1/3～1/20，該絕緣電線在卷繞狀態(tài)下的孔隙率為5％以下。

[2]根據(jù)上述[1]所述的絕緣電線，其中，該絕緣電線的六邊形截面的平坦部的絕緣外皮厚度與包括切角部分的角部的絕緣外皮厚度之差為5μm以下。

[3]根據(jù)上述[1]或[2]所述的絕緣電線，其中，將銅線的六邊形截面換算為與該銅線的六邊形截面相同的截面積的圓形時該銅線的直徑為0.5mm～5.0mm，在該銅線表面具有外皮厚度為5～100μm的絕緣外皮。

[4]一種絕緣電線的制造方法，該方法采用電沉積法，所述電沉積法是使成為芯材的銅線通過放入含外皮成分的電沉積液的電沉積槽并進行通電，從而使外皮成分電沉積于該銅線表面之后，對該外皮成分進行烘烤處理來形成絕緣外皮的方法，所述絕緣電線的制造方法中，使用銅線并形成絕緣外皮，由此制造卷繞狀態(tài)下的孔隙率為5％以下的絕緣電線，其中，該銅線具有六邊形截面，在該六邊形截面的各角部形成有切角部分，該切角部分的長度為該六邊形截面的平坦部的長度的1/3～1/20，該絕緣外皮為六邊形截面的平坦部的絕緣外皮厚度與包括切角部分的角部的絕緣外皮厚度之差為5μm以下的絕緣外皮。

[5]根據(jù)上述[4]所述的絕緣電線的制造方法，其中，使用將銅線的六邊形截面換算為與該銅線的六邊形截面相同的截面積的圓形時直徑為0.5mm～5.0mm的銅線，在該銅線表面形成外皮厚度為5～100μm的絕緣外皮。

〔具體的說明〕

本發(fā)明的一方式的絕緣電線(以下稱為“本發(fā)明的絕緣電線”)為在銅線表面具有通過電沉積法形成的絕緣外皮的絕緣電線，其特征在于，包含該絕緣外皮的橫截面形狀為六邊形，且在該銅線的六邊形截面的各角部形成有抑制該絕緣外皮的膨脹的切角部分，該切角部分的長度為該六邊形截面的平坦部的長度的1/3～1/20，所述絕緣電線在卷繞狀態(tài)下的孔隙率為5％以下。

圖1示出本發(fā)明的絕緣電線的橫截面形狀。如圖所示，在與絕緣電線的軸向垂直的截面上，本發(fā)明的絕緣電線10的芯材銅線11具有六邊形截面。在這里，優(yōu)選六邊形截面是指截面為正六邊形，但不限于正六邊形，只要是周圍由六邊形成，平面上排列該截面形狀時各邊相接排列的六邊形即可。因此，包括整體稍微細長的六邊形等。

具有六邊形截面的銅線11可通過使用壓輥的方法等來制造。例如，可通過具有v形槽的壓輥從三個方向按壓銅圓線的同時進行軋制，由此形成具有大致六邊形截面的銅中間線，之后，利用具有如下模孔形狀的模具進行拉拔，由此制造銅線11，所述?？仔螤罹哂辛呅谓孛妫谠摿呅谓孛娴母鹘遣啃纬捎星薪切纬刹?，該切角形成部的長度為六邊形截面的各邊的長度(即，平坦部的長度)的1/3～1/20。在這里，通過改變?？椎那薪切纬刹康拇笮?，能夠形成為在該銅線的六邊形截面中，該切角部分的長度為該六邊形截面的平坦部的長度的1/3～1/20。

以覆蓋該銅線11的表面的方式設置有絕緣外皮12。絕緣外皮12通過電沉積法來形成。電沉積法是如下方法：使成為芯材的銅線11通過含外皮成分的電沉積液并進行通電，從而使外皮成分電沉積于該銅線表面后，對電沉積的外皮成分進行烘烤處理來形成絕緣外皮12。

在銅線11的六邊形截面的各角部形成有抑制該角部外皮膨脹的切角部分13。該切角部分13的形狀在該六邊形截面可以為直線狀，也可以為彎曲形狀。該切角部分13的長度r在上述六邊形截面中設定為各邊的平坦部長度l的1/3～1/20。優(yōu)選切角部分13的長度r設定為各邊的平坦部長度l的1/3～1/10。

該切角部分13的長度r是從該切角部分13的一側(cè)端部a到另一側(cè)端部b的最短長度，例如，如圖2所示，切角部分13為直線狀的情況下，該切角部分13的長度r是從一側(cè)端部a到另一側(cè)端部b的直線長度，切角部分13為彎曲形狀的情況下，該切角部分13的長度r是將一側(cè)端部a和另一側(cè)端部b以直線狀連接的長度。并且，六邊形的各邊的平坦部長度l是指在上述六邊形截面中被角部夾著的平坦部的長度。

本發(fā)明的絕緣電線10中，上述切角部分13的長度r相對于六邊形截面的各邊的平坦部長度l形成在上述范圍內(nèi)，因此通過電沉積法形成絕緣外皮12時，抑制角部的外皮的厚度，能夠縮小導線表面的平坦部與角部的絕緣外皮12的外皮厚度之差。具體而言，可將平坦部與角部的絕緣外皮厚度之差設為5μm以下，優(yōu)選設為3μm以下。另外，平坦部與角部的絕緣外皮厚度之差d是指平坦部的絕緣外皮的最小厚度ds與角部的絕緣外皮的最大厚度dm之差(d＝dm-ds)。

因此，卷繞該絕緣電線10時，相鄰的絕緣電線10之間幾乎不產(chǎn)生間隙，因此縮小卷繞狀態(tài)下的孔隙率。具體而言，本發(fā)明的絕緣電線10的卷繞狀態(tài)下的孔隙率為5％以下，優(yōu)選為2％以下。

卷繞狀態(tài)下的孔隙率是指使多個絕緣電線10緊貼相鄰的邊來集中的狀態(tài)下，相互相鄰的絕緣電線之間產(chǎn)生的孔隙整體的面積s與絕緣電線10的由包括絕緣外皮的外形包圍的整體的截面積s之比(％)，孔隙率＝s/s×100。具體而言，例如，在圖3的剖視圖中，該孔隙率是在絕緣電線10的六邊形截面的各邊a、b、c的對接部分產(chǎn)生的孔隙的總孔隙面積s與絕緣電線10的由包括絕緣外皮的整體外形包圍的面積s之比。該孔隙率可通過在將絕緣電線10卷繞成線圈狀之后，根據(jù)其截面照片求出。

本發(fā)明的絕緣電線的卷繞狀態(tài)下的孔隙率為5％以下，優(yōu)選為2％以下。沒有像本發(fā)明的絕緣電線那樣設置切角部分的現(xiàn)有的絕緣電線通過電沉積法形成絕緣外皮時，角部附近的電場密度較高，因此角部的絕緣外皮較厚地形成，卷繞該絕緣電線時，在平坦部易產(chǎn)生孔隙。通過電沉積法形成絕緣外皮的現(xiàn)有的絕緣電線的孔隙率大概為7～12％。另一方面，本發(fā)明的絕緣電線與現(xiàn)有的通過電沉積法形成的絕緣電線相比，孔隙率格外小。

本發(fā)明的絕緣電線具有六邊形截面，容易向沿該六邊形截面的各邊的六個方向卷繞，因此卷繞的自由度較高。另一方面，例如，扁平絕緣電線的截面為矩形，因此卷繞限于沿長邊的卷繞(平直卷繞)和短邊方向的卷繞(扁立卷繞)，不易進行其以外的卷繞，卷繞的自由度較低。

本發(fā)明的絕緣電線中，優(yōu)選將上述銅線11的六邊形截面換算為與該銅線11的六邊形截面相同的截面積的圓形時，該銅線11的直徑在0.5mm～5.0mm的范圍。并且，外皮的厚度優(yōu)選為5～100μm的范圍，更優(yōu)選10～90μm。這種線材直徑以及外皮厚度的絕緣電線例如廣泛用作汽車用驅(qū)動馬達的磁導線、交流發(fā)電機用磁導線、起動馬達用磁導線、或者電抗器用磁導線，本發(fā)明所涉及的上述線材直徑以及外皮厚度的絕緣電線最適于這些用途。

本發(fā)明的絕緣電線具有六邊形截面，且在六邊形的角部具有切角部分，因此通過電沉積法形成絕緣外皮時該角部的絕緣外皮不會過度變厚，卷繞絕緣電線時幾乎沒有間隙，能夠格外縮小孔隙率。并且，本發(fā)明的絕緣電線在六邊形截面的角部具有切角部分，因此在卷繞時也不易因相鄰的絕緣電線彼此的摩擦而產(chǎn)生絕緣外皮的損傷，角部的絕緣可靠性較高。

而且，本發(fā)明的絕緣電線容易向沿六邊形截面的各邊的六個方向卷繞，因此在卷繞的中途能夠容易地改變卷繞方向，例如，也能夠連續(xù)卷繞于馬達的復雜形狀的定子。以往，扁平絕緣電線不易連續(xù)卷繞于定子，將以定子槽的長度切割的扁平絕緣電線插入到定子槽并焊接該扁平絕緣電線的端部，但本發(fā)明的絕緣電線能夠連續(xù)地卷繞于定子，因此作業(yè)工序簡化，而且卷繞狀態(tài)下的孔隙率較小，因此能夠以低成本制造高性能的馬達。

〔制造方法〕

首先，具有六邊形截面的銅線11可通過利用壓輥的方法等來制造。本實施方式中，通過具有v形槽的壓輥從三個方向按壓銅圓線的同時進行軋制，由此形成具有大致六邊形截面的銅中間線。之后，利用具有如下模孔形狀的模具進行拉拔，由此能夠制造銅線11，所述?？拙哂辛呅谓孛妫以谠摿呅谓孛娴母鹘遣啃纬捎星薪切纬刹?，該切角形成部的長度為六邊形截面的各邊的平坦部長度的1/3～1/20。

接著，使成為芯材的銅線通過放入含外皮成分的電沉積液的電沉積槽，并通過通電使外皮成分電沉積于該銅線表面之后，對該外皮成分進行烘烤處理形成絕緣外皮。由此，能夠制造具有六邊形截面，且在該六邊形截面的各角部形成有切角部分的絕緣電線。

在這里，含外皮成分的電沉積液可使用負離子型及正離子型電沉積液。作為電沉積液所含的樹脂成分，例如可舉出聚酰亞胺樹脂、聚酰胺酰亞胺樹脂、聚酯酰亞胺樹脂、丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、環(huán)氧丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、聚酯樹脂等。

上述制造方法中，使用將銅線的六邊形截面換算為與該銅線的六邊形截面相同的截面積的圓形時直徑為0.5mm～5.0mm的銅線，在該銅線表面形成外皮厚度為5～100μm的絕緣外皮即可。這種絕緣電線能夠廣泛用作汽車用驅(qū)動馬達的磁導線、交流發(fā)電機用的磁導線、起動馬達用磁導線、或者電抗器用磁導線。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的絕緣電線的示意剖視圖。

圖2是本發(fā)明的絕緣電線的切角部分的局部示意剖視圖。

圖3是表示本發(fā)明的絕緣電線的卷繞狀態(tài)的示意剖視圖。

圖4是實施例1的絕緣電線b的放大截面照片。

圖5是表示通過電沉積法形成的現(xiàn)有的絕緣電線的卷繞部分的示意剖視圖。

具體實施方式

〔實施例1〕

通過壓輥且用外徑ф1.1mm的圓形硬銅線制作銅中間線，之后，通過精加工模具進行拉拔來形成各邊的平坦部長度為0.3mm以及切角部分的長度為0.1mm的六邊形截面。使該六邊形截面的銅線通過放入含作為外皮用樹脂成分的聚酰亞胺的電沉積液的電沉積槽，并將銅線作為陽極進行通電，使樹脂外皮附著于該銅線表面。改變電流密度來形成外皮厚度為5μm和10μm的兩種樹脂外皮。將其放入爐內(nèi)進行干燥，并且在設定了200℃～500℃的溫度梯度的爐內(nèi)進行烘烤處理，制造平坦部的最小外皮厚度為5μm的絕緣電線a以及平坦部的最小外皮厚度為10μm的絕緣電線b。關于該絕緣電線a、b，表1中示出平坦部的絕緣外皮的最小厚度ds與角部的絕緣外皮的最大厚度dm之差d以及卷繞狀態(tài)下的孔隙率。并且，圖4示出絕緣電線b的截面照片。

〔實施例2〕

使用將六邊形截面的平坦部長度l和切角部長度r加工成如表1所示的銅線，與實施例1相同地，通過電沉積法形成絕緣外皮，制造絕緣電線c～j。關于該絕緣電線c～j，表1示出平坦部的絕緣外皮的最小厚度ds與角部的絕緣外皮的最大厚度dm之差d以及卷繞狀態(tài)下的孔隙率。

〔比較例1〕

使外徑ф1.0mm的圓形硬銅線通過壓輥，并通過精加工模具進行拉拔來成型。

此時，精加工模具上未設置切角部分而加工成六邊形截面。使用該六邊形截面的銅線，與實施例1的絕緣電線b相同地，通過電沉積法制造絕緣電線x。該結(jié)果示于表1。

〔比較例2〕

關于外徑ф1.0mm的圓形硬銅線，未加工成六邊形截面，而是直接使用圓形截面的圓形硬銅線，除此之外與實施例1的絕緣電線b相同地，通過電沉積法制造絕緣電線y。該結(jié)果示于表1。

〔比較例3〕

使外徑ф3.0mm以及外徑ф5.0mm的圓形硬銅線通過壓輥，并通過精加工模具進行拉拔來成型。此時，在精加工模具上未設置切角部分來加工成正六邊形截面。使用該銅線，與實施例1相同地，通過電沉積法形成絕緣外皮，制造絕緣電線z1、z2。該結(jié)果示于表1。

〔比較例4〕

使外徑ф3.0mm的圓形硬銅線通過壓輥，并通過精加工模具進行拉拔以r/l為1/2或者1/30的方式進行成型。使用該銅線，與實施例1相同地，通過電沉積法形成絕緣外皮，制造絕緣電線z3、z4。該結(jié)果示于表1。

如表1所示，本發(fā)明的絕緣電線a～j的孔隙率均為5％以下，通過在角部設置切角部分，卷繞狀態(tài)下的孔隙率格外變小。另一方面，未設置切角部分的絕緣電線x、z1、z2以及圓形截面的絕緣電線y的卷繞狀態(tài)下的孔隙率均較大，且為7％～12％。并且，關于切角部分長度r與平坦部長度l之比與本發(fā)明不同的絕緣電線z3～z4，卷繞狀態(tài)下的孔隙率也較大，且為7％、8％。

[表1]

(注)r/l比為切角部分長度r與各邊的平坦部長度l之比

d為平坦部的絕緣外皮的最小厚度ds與角部的絕緣外皮的最大厚度dm之差

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

能夠提供卷繞方向的自由度較高，卷繞狀態(tài)下的孔隙率格外小的絕緣電線，能夠作為更適宜的馬達等的線圈用線材而適用。

符號說明

10絕緣電線

11線材

12絕緣外皮

13切角部分

14孔隙

l六邊形的各邊的平坦部長度

r切角部分的長度

a、b端部

s在六邊形截面的各邊a、b、c的對接部分產(chǎn)生的孔隙的總孔隙面

s被包括絕緣外皮的整體外形包圍的面積