特開 2023-58355 絶縁導体の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023058355

(43)【公開日】2023-04-25

(54)【発明の名称】絶縁導体の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C25D 13/22 20060101AFI20230418BHJP

   H01B 13/16 20060101ALI20230418BHJP

   C25D 13/12 20060101ALI20230418BHJP

   C25D 13/00 20060101ALI20230418BHJP

   H01F 41/04 20060101ALI20230418BHJP

   C25D 13/16 20060101ALI20230418BHJP

【ＦＩ】

C25D13/22 A

H01B13/16 A

C25D13/12 A

C25D13/00 307D

C25D13/00 305Z

H01F41/04 A

C25D13/16 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021168339

(22)【出願日】2021-10-13

(71)【出願人】

【識別番号】000006264

【氏名又は名称】三菱マテリアル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100175802

【弁理士】

【氏名又は名称】寺本 光生

(74)【代理人】

【識別番号】100142424

【弁理士】

【氏名又は名称】細川 文広

(74)【代理人】

【識別番号】100140774

【弁理士】

【氏名又は名称】大浪 一徳

(72)【発明者】

【氏名】工藤 泰彦

(72)【発明者】

【氏名】山▲崎▼ 和彦

(72)【発明者】

【氏名】桜井 英章

【テーマコード（参考）】

5E062

5G325

【Ｆターム（参考）】

5E062EE02

5G325KA05

5G325KB25

(57)【要約】

【課題】導体コイルなどの屈曲部を有する屈曲状導体の屈曲部を樹脂皮膜で被覆した絶縁導体であって、屈曲部の内側表面と外側表面とに形成される樹脂皮膜の膜厚の差が小さく、樹脂皮膜の膜厚の均一性が高い絶縁導体を製造できる方法を提供する。
【解決手段】樹脂粒子を含む電着液に前記屈曲状導体を浸漬し、前記屈曲状導体の前記屈曲部の内側表面に対向する位置に内側電極を配置した状態で、前記屈曲部と前記内側電極との間に直流電圧を印加することによって、前記屈曲状導体に前記樹脂粒子を電着させて電着膜を形成する電着工程と、前記電着膜が形成された前記屈曲状導体を加熱して、前記屈曲状導体に前記電着膜を焼き付けて樹脂皮膜を形成する焼付工程と、を含む絶縁導体の製造方法。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

屈曲部を有する屈曲状導体の前記屈曲部を樹脂皮膜で被覆する絶縁導体の製造方法であって、
樹脂粒子を含む電着液に前記屈曲状導体を浸漬し、前記屈曲状導体の前記屈曲部の内側表面に対向する位置に内側電極を配置した状態で、前記屈曲部と前記内側電極との間に直流電圧を印加することによって、前記屈曲状導体に前記樹脂粒子を電着させて電着膜を形成する電着工程と、
前記電着膜が形成された前記屈曲状導体を加熱して、前記屈曲状導体に前記電着膜を焼き付けて樹脂皮膜を形成する焼付工程と、を含む絶縁導体の製造方法。

【請求項2】

電着工程において、さらに、前記屈曲状導体の前記屈曲部の外側表面に対向する位置に外側電極を配置し、前記屈曲部と前記内側電極との間に直流電圧を印加すると共に、前記屈曲部と前記外側電極との間に直流電圧を印加する請求項１に記載の絶縁導体の製造方法。

【請求項3】

前記外側電極は、前記屈曲状導体の前記屈曲部を挟むように配置された一対の電極片を含む請求項２に記載の絶縁導体の製造方法。

【請求項4】

前記屈曲状導体が、平角導線からなり、前記平角導線をコイル状に巻回したコイル状屈曲部と、前記コイル状屈曲部の両端のそれぞれに接続されている引き出し部とを備える平角導体コイルである請求項１～３のいずれか１項に記載の絶縁導体の製造方法。

【請求項5】

前記内側電極の断面形状が、円形状、楕円形状、多角形状のいずれかである請求項１～４のいずれか１項に記載の絶縁導体の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、絶縁導体の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

コイル状に巻回した導体を絶縁性の樹脂皮膜で被覆したコイル状絶縁導体は、電動機や発電機のステータ（固定子）として用いられる。コイル状絶縁導体の製造方法としては、導体をコイル状に巻回して、コイル状屈曲部を有する導体コイルを形成した後、導体コイルのコイル状屈曲部を樹脂皮膜で被覆する方法が知られている。

【0003】

導体コイルのコイル状屈曲部を樹脂皮膜で被覆する方法としては、電着法が知られている。電着法とは、樹脂粒子が分散されている電着液に、導体コイルのコイル状屈曲部と電極とを浸漬し、コイル状屈曲部と電極との間に直流電圧を印加することによって、コイル状屈曲部に樹脂粒子を電着させて電着膜を形成し、次いで電着膜を加熱して、電着膜を導体コイルに焼き付けることによって絶縁皮膜を形成する方法である。

【0004】

電着法を用いたコイル状絶縁導体の製造方法では、樹脂皮膜内の膜厚分布を小さくするために、電着法を実施する前に、導体コイルのコイル状屈曲部の導体と導体との間隔を広げることが検討されている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１７－１１５２４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

電着法を用いて導体コイルのコイル状屈曲部に電着膜を形成する際は、電極をコイル状屈曲部の外側表面の外部に配置するのが一般的である（特許文献１の図３を参照）。電極をコイル状屈曲部の外側表面の外部に配置すると、電極に近いコイル状屈曲部の外側表面に形成された電着膜の膜厚が相対的に厚く、コイル状屈曲部の内側表面に形成された電着膜の膜厚が相対的に薄くなることがある。コイル状屈曲部の内側表面と外側表面とで電着膜の膜厚が異なる状態で導体コイルに電着膜を焼き付けると、相対的に膜厚の薄いコイル状屈曲部の内側表面の電着膜に亀裂が生じることがある。また、得られるコイル状絶縁導体は、コイル状屈曲部の内側表面と外側表面とで電着膜の膜厚が異なり、絶縁性能が不均一となることがある。

【0007】

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、導体コイルなどの屈曲部を有する屈曲状導体の屈曲部を樹脂皮膜で被覆した絶縁導体であって、屈曲部の内側表面と外側表面とに形成される樹脂皮膜の膜厚の差が小さく、樹脂皮膜の膜厚の均一性が高い絶縁導体を製造できる方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の課題を解決するために、本発明の絶縁導体の製造方法は、屈曲部を有する屈曲状導体の前記屈曲部を樹脂皮膜で被覆する絶縁導体の製造方法であって、樹脂粒子を含む電着液に前記屈曲状導体を浸漬し、前記屈曲状導体の前記屈曲部の内側表面に対向する位置に内側電極を配置した状態で、前記屈曲部と前記内側電極との間に直流電圧を印加することによって、前記屈曲状導体に前記樹脂粒子を電着させて電着膜を形成する電着工程と、前記電着膜が形成された前記屈曲状導体を加熱して、前記屈曲状導体に前記電着膜を焼き付けて樹脂皮膜を形成する焼付工程と、を含む。

【0009】

本発明の絶縁導体の製造方法によれば、電着膜を形成する際に、屈曲状導体の屈曲部の内側表面に内側電極を配置した状態で、屈曲部と前記内側電極との間に直流電圧を印加するので、屈曲部の内側表面から外側表面にかけて膜厚が均一な電着膜を形成することができる。そして、この電着膜を屈曲状導体に焼き付けることによって得られる樹脂皮膜の膜厚の均一性も向上する。したがって、本発明の絶縁導体の製造方法によれば、屈曲状導体の屈曲部の内側表面と外側表面とに形成される樹脂皮膜の膜厚の差が小さく、樹脂皮膜の膜厚の均一性が高い絶縁導体を得ることができる。

【0010】

ここで、本発明の絶縁導体の製造方法においては、前記電着工程において、さらに、前記屈曲状導体の前記屈曲部の外側表面に対向する位置に外側電極を配置し、前記屈曲部と前記内側電極との間に直流電圧を印加すると共に、前記屈曲部と前記外側電極との間に直流電圧を印加する構成とされていてもよい。
この場合、屈曲状導体の前記屈曲部の外側表面に対向する位置に外側電極が配置されているので、屈曲部の外側表面に形成される電着膜の膜厚がより均一になる。

【0011】

また、本発明の絶縁導体の製造方法においては、前記外側電極は、前記屈曲状導体の前記屈曲部を挟むように配置された一対の電極片を含む構成とされていてもよい。
この場合、外側電極が屈曲状導体の屈曲部を挟むように配置されているので、屈曲部の外側表面に形成される電着膜の膜厚がさらに均一になる。

【0012】

また、本発明の絶縁導体の製造方法においては、前記屈曲状導体が、平角導線からなり、前記平角導線をコイル状に巻回したコイル状屈曲部と、前記コイル状屈曲部の両端のそれぞれに接続されている引き出し部とを備える平角導体コイルである構成とされていてもよい。
この場合、屈曲状導体が平角導体コイルであるので、得られる絶縁導体は、電動機や発電機のステータ用として有用である。

【0013】

また、本発明の絶縁導体の製造方法においては、前記内側電極の断面形状が、円形状、楕円形状、多角形状のいずれかである構成とされていてもよい。
合この場合、内側電極は、断面形状が円形状、楕円形状、多角形状のいずれかであるので、屈曲部の内側表面に形成される電着膜の膜厚がより均一になる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、屈曲部の内側表面と外側表面とに形成される樹脂皮膜の膜厚の差が小さく、樹脂皮膜の膜厚の均一性が高い絶縁導体を製造できる方法を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態に係る絶縁導体の製造方法の電着工程における屈曲状導体と電極の配置の一例を示す斜視図である。

【図2】図１のII－II線断面図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る絶縁導体の製造方法において用いることができる屈曲状導体の別の例を示す正面図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る絶縁導体の製造方法において用いることができる内側電極の別の例を示す断面図である。

【図5】本発明の一実施形態に係る絶縁導体の製造方法の電着工程における屈曲状導体と内側電極の配置の別の一例を示す断面図である。

【図6】本発明の一実施形態に係る絶縁導体の製造方法の電着工程における屈曲状導体と外側電極の配置の別の一例を示す図であり、（ａ）は斜視図であって、（ｂ）は平面図である。

【図7】本発明の一実施形態に係る絶縁導体の製造方法における屈曲状導体と外側電極の配置のさらに別の一例を示す平面図である。

【図8】本発明の一実施形態に係る絶縁導体の製造方法の電着工程における屈曲状導体と内側電極の配置のさらに別の一例を示す断面図である。

【図9】本発明例１及び比較例１で得られたＰＡＩ皮膜付き銅線コイルの正面図である。

【図10】本発明例１で得られたＰＡＩ皮膜付き銅線コイルのＰＡＩ皮膜の膜厚の度数分布と確率密度を示すグラフである。

【図11】比較例１で得られたＰＡＩ皮膜付き平角銅線コイルのＰＡＩ皮膜の膜厚の度数分布と確率密度を示すグラフである。

【図12】本発明例２におけるＵ字状平角銅線と内側電極の配置を示す正面図である。

【図13】本発明例２、３及び比較例２で厚さを測定したＵ字状平角銅線の部位の位置を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下に、本発明の一実施形態である絶縁導体の製造方法について、添付した図面を参照して説明する。
本実施形態の絶縁導体の製造方法は、屈曲部を有する屈曲状導体の屈曲部を樹脂皮膜で被覆する絶縁導体の製造方法である。本実施形態の製造方法によって得られる絶縁導体は、例えば、電動機や発電機のステータとして用いられる。

【0017】

本実施形態の絶縁導体の製造方法は、電着工程と、焼付構成とを含む。
電着工程は、屈曲状導体の屈曲部に電着膜を形成する工程である。電着工程では、絶縁性の樹脂粒子を含む電着液に屈曲状導体を浸漬し、屈曲状導体の屈曲部の内側表面に対向する位置に内側電極を配置した状態で、屈曲部と内側電極との間に直流電圧を印加する。これにより、屈曲状導体に樹脂粒子を電着させて電着膜を形成する。また、屈曲状導体の屈曲部の外側表面に対向する位置に外側電極を配置し、屈曲部と内側電極との間に直流電圧を印加すると共に、屈曲部と外側電極との間に直流電圧を印加してもよい。
焼付工程は、電着膜が形成された屈曲状導体を加熱して、屈曲状導体に電着膜を焼き付けて樹脂皮膜を形成する工程である。

【0018】

屈曲状導体の形状は、特に制限ない。屈曲状導体は、例えば、コイル状、Ｕ字状、Ｖ字状であってもよい。屈曲状導体は、丸導線であってもよいし、平角導線であってもよい。
次に、実施形態の絶縁導体の製造方法を、屈曲状導体が平角導線をコイル状に巻回した平角導体コイルである場合を例にとって説明する。

【0019】

電着工程を図１と図２を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る絶縁導体の製造方法の電着工程における屈曲状導体（平角導体コイル）と電極の配置の一例を示す斜視図である。図２は、図１のII－II線断面図である。

【0020】

図１及び図２に示すように、電着工程では、電着液１に平角導体コイル１０を浸漬させる。電着液１は電着液タンク２に貯留されている。

【0021】

電着液１は、樹脂粒子と溶媒とを含む。樹脂粒子は正または負の電荷を有する。樹脂粒子は負の電荷を有することが好ましい。樹脂粒子としては、例えば、ポリイミド系樹脂粒子、フッ素樹脂粒子を用いることができる。ポリイミド系樹脂粒子の例としては、ポリアミドイミド樹脂粒子およびポリイミド樹脂粒子を挙げることができる。フッ素樹脂粒子の例としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）粒子、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）粒子を挙げることができる。樹脂粒子は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を組合せて使用してもよい。樹脂粒子は、ポリイミド系樹脂粒子、あるいはポリイミド系樹脂粒子とフッ素樹脂との混合物であることが好ましい。ポリイミド系樹脂粒子とフッ素樹脂との混合物は、フッ素樹脂粒子を５０質量％以上含むことが好ましく、８０質量％以上含むことがより好ましい。樹脂粒子の粒子径に特に制限はないが、例えば、メジアン径が５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内にある。電着液１の樹脂粒子の含有率は特に制限はないが、例えば、１．５質量％以上１０質量％以下の範囲内であり、好ましくは１．５質量％以上５質量％以下の範囲内である。

【0022】

電着液１の溶媒は、有機溶媒と、水と、疎水性塩基とを含んでいてもよい。有機溶媒としては、例えば、Ｎ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、１，３ジメチルイミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、γ－ブチロラクトン（γ－ＢＬ）などの極性溶剤を用いることができる。これらの溶剤は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を組合せて使用してもよい。また、疎水性塩基は、有機溶媒に対して親和性を有することが好ましい。疎水性塩基の例としては、トリ－ｎ－プロピルアミン、トリ－ｎ－ブチルアミン、ジベンジルアミン、デシルアミン、オクチルアミン、ヘキシルアミン、ジアミルアミン、ジヘキシルアミン、ジオクチルアミントリアミルアミン、トリヘキシルアミン、トリオクチルアミン、トリベンジルアミン、アニリン等を挙げることができる。これらの疎水性塩基は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を組合せて使用してもよい。有機溶媒と水との合計量に対する有機溶媒の含有率は、例えば、７０質量％以上８７質量％以下の範囲内にある。疎水性塩基の含有率は、例えば、電着液に対して０．０２質量％以上０．１質量％以下の範囲内である。

【0023】

ポリアミドイミド樹脂粒子分散液は、例えば、次にようにして製造することができる。先ず、ポリアミドイミドと、ポリアミドイミドを溶解可能な有機溶媒とを含むポリアミドイミドワニスを調製する。次いで、ポリアミドイミドワニスに疎水性塩基を添加した後、ポリアミドイミドワニスを撹拌しながら、ポリアミドイミドの貧溶媒である水を加えて、ポリアミドイミド樹脂粒子を析出させる。

【0024】

平角導体コイル１０は、平角導線をエッジワイズ方向に、正方形状に巻回したコイル状屈曲部１１と、コイル状屈曲部１１の両端にそれぞれ接続されている引き出し部１２とを備える。平角導体コイル１０の平角導線及びコイル状屈曲部１１のサイズは特に制限はない。平角導線の厚さは、例えば、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲内である。平角導線の幅は、例えば、２ｍｍ以上２０ｍｍ以下の範囲内である。コイル状屈曲部１１の全長（図１のＣＬ）は、例えば、２０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下の範囲内である。コイル状屈曲部１１の内周の一辺の長さは１０ｍｍ以上９０ｍｍ以下の範囲内である。コイル状屈曲部１１の幅（図２のＣＷ）及び高さ（図２のＣＨ）は、例えば、２０ｍｍ以上１００ｍｍの範囲内である。コイル状屈曲部１１の平角導線と平角導線との間に間隔が設けられていてもよい。平角導線の間隔は、例えば、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲内にあってもよい。平角導体コイル１０の引き出し部１２は、例えば、直流電源（図示せず）と接続している。

【0025】

平角導体コイル１０のコイル状屈曲部１１の内側表面１１ａに対向する位置に内側電極２０として円柱電極２１が配置されている。また、コイル状屈曲部１１の外側表面１１ｂに対向する位置に外側電極３０として、一対の平板電極片３１ａ、３１ｂが配置されている。一対の平板電極片３１ａ、３１ｂは、平角導体コイル１０のコイル状屈曲部１１を挟むように配置されている。内側電極２０（円柱電極２１）と外側電極３０（平板電極片３１ａ、３１ｂ）とは、例えば、直流電源（図示せず）と接続している。内側電極２０及び外側電極３０は、平角導体コイル１０に対する電圧が同一となるように、一つに繋げた状態で直流電源と接続していることが好ましい。

【0026】

電着工程では、平角導体コイル１０と内側電極２０と外側電極３０とを上記のように配置した状態で、平角導体コイル１０と内側電極２０との間、及び平角導体コイル１０と外側電極３０との間に直流電圧を印加して、平角導体コイル１０のコイル状屈曲部１１に樹脂粒子を電着させて電着膜を形成する。印加する直流電圧は、１０Ｖ以上６００Ｖ以下の範囲内にあることが好ましい。電着膜の厚さは、目的とする絶縁皮膜の厚さによっても異なるが、通常は、５μｍ以上６０μｍ以下の範囲内である。

【0027】

焼付工程では、電着膜を形成した平角導体コイル１０を加熱して、平角導体コイルに電着膜を焼き付けて樹脂皮膜を形成する。平角導体コイル１０に電着膜を焼き付ける際の加熱温度及び時間は、電着膜が硬化して樹脂皮膜を生成する範囲であれば特に制限はない。加熱温度は、例えば、２００℃以上４５０℃以下の範囲内である。加熱時間は、例えば、１分間以上１０分間以下の範囲内である。

【0028】

絶縁皮膜形成工程の前に、平角導体コイル１０に付着している電着液１を除去することが好ましい。電着液１を除去する方法としては、平角導体コイル１０に圧縮空気を吹き付けて電着液１を吹き飛ばす方法、平角導体コイル１０を絶縁皮膜が生成する温度よりも低い温度で加熱して電着液１を揮発させる方法を用いることができる。

【0029】

図１及び図２において、平角導体コイル１０のコイル状屈曲部１１は平角導線を正方形状に巻回した形状であるが、コイル状屈曲部１１の形状はこれに限定されるものではない。コイル状屈曲部１１の形状は、例えば、長方形状、円形状、トラック形状とすることができる。平角導体コイル１０の変形例を図３に示す。

【0030】

図３は、本発明の一実施形態に係る絶縁導体の製造方法において用いることができる平角導体コイルの別の例を示す正面図である。図３の（ａ）に示す例では、平角導体コイル１０のコイル状屈曲部１１が長方形状とされている。図３の（ｂ）に示す例では、平角導体コイル１０のコイル状屈曲部１１が円形状とされている。図３の（ｃ）に示す例では、平角導体コイル１０のコイル状屈曲部１１がトラック形状とされている。
なお、平角導体コイル１０は平角導線をエッジワイズ方向に巻回したものに限定されるものではない。平角導体コイル１０は、平角導線をフラットワイズ方向に巻回したものであってもよい。

【0031】

図１及び図２において、内側電極２０は断面形状が円形状の円柱電極２１であるが、内側電極２０の形状はこれに限定されるものではない。内側電極２０の断面形状は、平角導体コイル１０のコイル状屈曲部１１の形状に合わせて、例えば、楕円形状、多角形状とすることができる。内側電極２０の変形例を図４に示す。

【0032】

図４は、本発明の一実施形態に係る絶縁導体の製造方法において用いることができる内側電極の別の例を示す断面である。図４の（ａ）に示す例では、平角導体コイル１０のコイル状屈曲部１１が正方形状であって、内側電極２０が、断面形状が正方形である四角柱電極２２とされている。図４の（ｂ）に示す例では、平角導体コイル１０のコイル状屈曲部１１が長方形状であって、内側電極２０が、断面形状が長方形である四角柱電極２３とされている。

【0033】

図１及び図２において、平角導体コイル１０のコイル状屈曲部１１の内側表面１１ａに対向する位置に１つの内側電極２０を挿入しているが、内側電極２０の個数はこれに限定されるものではない。平角導体コイル１０と内側電極２０の配置の変形例を図５に示す。

【0034】

図５は、本発明の一実施形態に係る絶縁導体の製造方法における平角導体コイルと内側電極の配置の別の一例を示す断面図である。図５の（ａ）に示す例では、平角導体コイル１０のコイル状屈曲部１１が正方形状であって、コイル状屈曲部１１の内側表面１１ａに対向する位置に断面形状が正方形である四角柱電極２２が４つ正方形の角の位置に配置されている。図５の（ｂ）に示す例では、平角導体コイル１０のコイル状屈曲部１１が長方形状であって、コイル状屈曲部１１の内側表面１１ａに対向する位置に断面形状が円形である円柱電極２１が３つ長方形の長手方向に沿って配置されている。図５の（ｃ）に示す例では、平角導体コイル１０のコイル状屈曲部１１がトラック形状であって、コイル状屈曲部１１の内側表面１１ａに対向する位置に断面形状が円形である円柱電極２１が３つトラック形状の長手方向に沿って配置されている。

【0035】

図１及び図２において、外側電極３０は一対の平板電極片３１ａ、３１ｂであって、一対の平板電極片３１ａ、３１ｂが平角導体コイル１０のコイル状屈曲部１１を挟むように配置されているが、平角導体コイル１０と外側電極３０の配置はこれに限定されるものではない。平角導体コイル１０と外側電極３０の配置の変形例を図６及び図７に示す。

【0036】

図６は、本発明の一実施形態に係る絶縁導体の製造方法における平角導体コイルと外側電極の配置の別の一例を示す図であり、（ａ）は斜視図であって、（ｂ）は平面図である。図６に示す例では、平角導体コイル１０は、引き出し部１２がコイル状屈曲部に対して垂直方向に延び、外側電極３０は円筒電極３２とされており、円筒電極３２が平角導体コイル１０のコイル状屈曲部１１を囲むように配置されている。

【0037】

図７は、本発明の一実施形態に係る絶縁導体の製造方法における平角導体コイルと外側電極の配置のさらに別の一例を示す平面図である。図７に示す例では、外側電極３０は角筒電極３３とされており、角筒電極３３が平角導体コイル１０のコイル状屈曲部１１を囲むように配置されている点で、図６に示す例と相違する。

【0038】

以上のような構成とされた本実施形態の絶縁導体の製造方法によれば、電着工程において、平角導体コイル１０のコイル状屈曲部１１に電着膜を形成する際に、コイル状屈曲部１１の内側表面１１ａに内側電極２０を配置した状態で、コイル状屈曲部１１と内側電極２０との間に直流電圧を印加するので、コイル状屈曲部１１の内側表面１１ａから外側表面１１ｂにかけて膜厚が均一な電着膜を形成することができる。そして、焼付工程において、この電着膜を屈曲状導体に焼き付けることによって得られる樹脂皮膜の膜厚の均一性も向上する。したがって、本実施形態の絶縁導体の製造方法によれば、コイル状屈曲部１１の内側表面１１ａと外側表面１１ｂとに形成される樹脂皮膜の膜厚の差が小さく、樹脂皮膜の膜厚の均一性が高い絶縁導体を得ることができる。

【0039】

本実施形態の絶縁導体の製造方法においては、前記電着工程において、さらに、平角導体コイル１０のコイル状屈曲部１１の外側表面１１ｂに対向する位置に外側電極３０を配置し、コイル状屈曲部１１と内側電極との間に直流電圧を印加すると共に、コイル状屈曲部１１と外側電極３０との間に直流電圧を印加する構成とされているので、コイル状屈曲部１１の外側表面１１ｂに形成される電着膜の膜厚がより均一になる。

【0040】

本実施形態の絶縁導体の製造方法においては、外側電極３０は、平角導体コイル１０のコイル状屈曲部１１を挟むように配置された一対の平板電極片３１ａ、３１ｂを含むので、コイル状屈曲部１１の外側表面１１ｂに形成される電着膜の膜厚がさらに均一になる。

【0041】

本実施形態の絶縁導体の製造方法においては、屈曲状導体として、平角導線からなり、平角導線をコイル状に巻回したコイル状屈曲部１１と、コイル状屈曲部１１の両端のそれぞれに接続されている引き出し部１２とを備える平角導体コイルであるので、得られる絶縁導体は、電動機や発電機のステータ用として有用である。

【0042】

本実施形態の絶縁導体の製造方法において、内側電極２０の断面形状が、円形状、楕円形状、多角形状のいずれかである場合は、コイル状屈曲部１１の内側表面１１ａに形成される電着膜の膜厚がより均一になる。

【0043】

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【0044】

例えば、本実施形態において、屈曲状導体は平角導体コイル１０であるが、屈曲状導体は平角導体コイル１０に限定されるものではない。屈曲状導体として、Ｕ字状やＶ字状の屈曲状導体を用いてもよい。Ｕ字状の屈曲状導体を用いた例を図８に示す。

【0045】

図８は、本発明の一実施形態に係る絶縁導体の製造方法の電着工程における屈曲状導体（Ｕ字状導体）と電極の配置のさらに別の一例を示す断面図である。Ｕ字状導体４０のＵ字状屈曲部４１と引き出し部４２とを有する。Ｕ字状屈曲部４１は電着液に浸漬されている。Ｕ字状導体４０のＵ字状屈曲部４１の内側表面４１ａに対向する位置に内側電極２０が配置されている。また、Ｕ字状屈曲部４１の外側表面４１ｂに対向する位置に外側電極３０として、一対の平板電極片３１ａ、３１ｂが配置されている。この場合、Ｕ字状屈曲部４１の内側表面４１ａに対向する位置に内側電極２０が配置され、外側表面４１ｂに対向する位置に外側電極３０が配置されているので、上述の平角導体コイル１０の場合と同様の効果が得られる。

【実施例0046】

［本発明例１］
（１）平角銅線コイルの作製
無酸素銅製の平角銅線（厚さ：１．７ｍｍ、幅：９．０ｍｍ）を用意した。平角銅線を、丸棒に添ってエッジワイズ曲げ加工にてＬ字状（９０度）に折り曲げて、コイル状屈曲部と、そのコイル状屈曲部の両端にそれぞれ接続されている引き出し部とを備える平角銅線コイル（コイル状屈曲部の長さ：４５ｍｍ、コイル状屈曲部の高さ：４８ｍｍ）を作製した。コイル状屈曲部の形状は、内側表面の各辺の長さが３０ｍｍである正方形とし、巻回数は５回とした。また、コイル状屈曲部の全長は４５ｍｍとし、コイル状屈曲部の平角銅線の間隔は１０ｍｍとした。

【0047】

（２）電着液の調製
ＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）にＰＡＩ（ポリイミドアミド）を溶解したＰＡＩワニス（ＰＡＩ：ＮＭＰ＝２０質量％：８０質量％）を得た。得られたＰＡＩワニスに、ＮＭＰとトリ－ｎ－プロピルアミンと水を加えてＰＡＩ粒子を析出させて、ＰＡＩ粒子：ＮＭＰ：水：トリ－ｎ－プロピルアミン＝２．０質量％：７９質量％：１８．９５質量％：０．０５質量％の電着液を調製した。

【0048】

（３）ＰＡＩ皮膜付き平角銅線コイルの製造
電着液タンクに、上記（２）で調製した電着液を投入し、次いで、スターラーと投げ込み式調温器を入れて、電着液を撹拌しながら、電着液の液温を２０℃±１℃に保持した。

【0049】

一方、上記（１）で作製した平角銅線コイルを、酸化皮膜除去剤（ハイクリーンＣ－１００、株式会社シミズ製）を５質量%含む酸化皮膜除去剤水溶液に２分間浸漬した。次いで、酸化皮膜除去剤水溶液から取り出した平角銅線コイルをイオン交換水に２分間浸漬した。こうして、平角銅線コイルの表面の酸化皮膜を除去した。

【0050】

平板部と、平板部の一方の面に備えられたコイル固定部とを有するステンレス製の治具を用意し、治具の固定部に酸化皮膜を除去した平角銅線コイルの引き出し部の一方を取り付けた。電着液タンクの上縁部に治具の平板部を載置し、平角銅線コイルのコイル状屈曲部を電着液に浸漬させた。

【0051】

内側電極として、銅製円柱電極（直径：２．３ｍｍ）を平角銅線コイルのコイル状屈曲部の内側空間の中央の位置に挿入した。また、外側電極として、一対の銅製平板電極片（長さ１００ｍｍ、高さ１００ｍｍ）を、平角銅線コイルのコイル状屈曲部を挟む位置に配置した。治具を直流電源のプラス端子に接続し、内側電極と外側電極をそれぞれ導線で繋げて、直流電源のマイナス端子に接続した。

【0052】

次に、平角銅線コイルと電極（外側電極及び内側電極）との間に、直流電源を用いて１００Ｖの直流電圧を印加して直流電流を２分間流して、平角銅線コイルのコイル状屈曲部の表面にＰＡＩ粒子を電着させた。なお、電着中は、クーロンメータを用いて、平角銅線コイルと電極との間を流れた電荷量（クーロン量）を計測した。

【0053】

電着終了後、電着液から平角銅線コイルを治具に固定した状態のまま取り出した。平角銅線コイルを目視で観察し、平角銅線コイルのコイル状屈曲部にＰＡＩ粒子の電着層が形成されていることを確認した後、平角銅線コイルに圧縮空気を吹き付けて、平角銅線コイルに付着している電着液を吹き飛ばした。

【0054】

次に、内部にホットプレートを備えた熱風乾燥器を用意し、内部温度を２００℃に調整した後、そのホットプレート上に、電着液を吹き飛ばした後の平角銅線コイルを治具に固定した状態のまま静置して、２００℃で５分間加熱した。この際、平角銅線コイルがホットプレートに接しないように、治具の平板部の平面（コイル固定部が備えられていない側の面）を下向きにした。その後、熱風乾燥器の内部温度を３００℃に昇温し、３００℃で５分間加熱して、平角銅線コイルにＰＡＩ粒子を焼き付けた。こうして、ＰＡＩ皮膜付き平角銅線コイルを製造した。

【0055】

［比較例１］
内側電極を平角銅線コイルのコイル状屈曲部の内側空間に挿入しなかったこと以外は、本発明例１と同様にして、ＰＡＩ皮膜付き平角銅線コイルを製造した。

【0056】

［評価］
本発明例１及び比較例１で得られたＰＡＩ皮膜付き平角銅線コイルのＰＡＩ膜の膜厚の均一性を下記の方法により評価した。
図９は、本発明例１及び比較例１で得られたＰＡＩ皮膜付き銅線コイルの正面図である。ＰＡＩ皮膜付き平角銅線コイル１０ＰのＰＡＩ皮膜付きコイル状屈曲部１１Ｐを、図９に示すように、正面側から見て正方形のコイル状屈曲部の各辺の中央の位置を切断線１３に沿って切断した。得られたコイル状屈曲部の切断片をそれぞれ樹脂に埋め込み、切断面が露出するように研磨して、ＰＡＩ皮膜の膜厚測定用の試料を作製した。得られた試料の切断片の断面（厚さ：１．７ｍｍ、幅：９．０ｍｍの四角形）について、４つの角部と４つの辺の各中央部の合計８カ所のＰＡＩ皮膜の膜厚を測定した。ＰＡＩ皮膜の膜厚は、株式会社キーエンス製マイクロスコープを用いて、２００倍レンズを用いて１つの断面全体を撮影し、得られた断面画像から同マイクロスコープの画像計測機能を使用して測定した。そして、得られたＰＡＩ膜の膜厚を集計し、膜厚の度数分布と確率密度を算出した。その結果を、図１０と図１１に示す。

【0057】

図１０は、本発明例１で得られたＰＡＩ皮膜付き平角銅線コイルのＰＡＩ皮膜の膜厚の度数分布と確率密度を示すグラフであり、図１１は、比較例１で得られたＰＡＩ皮膜付き平角銅線コイルのＰＡＩ皮膜の膜厚の度数分布と確率密度を示すグラフである。
図１０及び図１１のグラフから、平角銅線コイルの内側表面に対向する位置に内側電極を配置した本発明例１で得られたＰＡＩ皮膜付き銅線コイルは、内側電極を配置しなかった比較例１で得られたＰＡＩ皮膜付き平角銅線コイルと比較して、度数分布及び確率密度の膜厚の範囲が狭い。すなわち、本発明例１で得られたＰＡＩ皮膜付き平角銅線コイルはＰＡＩ皮膜の膜厚の均一性が高いことがわかる。

【0058】

［本発明例２］
無酸素銅製の平角銅線（厚さ：１．７ｍｍ、幅：９．０ｍｍ）を丸棒に添ってエッジワイズ曲げ加工にてＬ字状（９０度）に折り曲げて、Ｕ字状平角銅線を作製した。得られたＵ字状平角銅線の表面の酸化皮膜を、本発明例１と同様に酸化皮膜除去剤を用いて除去した。

【0059】

図１２は、本発明例２におけるＵ字状平角銅線と内側電極の配置を示す正面図である。図１２に示すように、Ｕ字状平角銅線４０ａは、引き出し部４２の長さを１５ｍｍとし、Ｕ字状屈曲部４１の外側幅を４８ｍｍとした。酸化皮膜を除去したＵ字状平角銅線４０ａを本発明例１と同様に治具（不図示）に取り付けて、Ｕ字状平角銅線４０ａのＵ字状屈曲部４１を本発明例１と同じ電着液１に浸漬し、Ｕ字状屈曲部４１の内側空間の中央の位置に、内側電極２０として、銅製円柱電極（直径：１２ｍｍ）を配置した。治具を直流電源のプラス端子に接続し、内側電極２０を直流電源のマイナス端子に接続した。次に、Ｕ字状平角銅線４０ａと内側電極２０との間に、直流電源を用いて３００Ｖの直流電圧を印加して直流電流を２分間流して、Ｕ字状平角銅線４０ａのＵ字状屈曲部４１にＰＡＩ粒子を電着させた。電着終了後、電着液からＵ字状平角銅線４０ａを取り出し、本発明例１と同様にして、Ｕ字状平角銅線４０ａに付着している電着液を吹き飛ばした後、Ｕ字状平角銅線を加熱して、Ｕ字状平角銅線４０ａにＰＡＩ粒子を焼き付けた。こうして、ＰＡＩ皮膜付きＵ字状平角銅線を製造した。

【0060】

［本発明例３］
Ｕ字状平角銅線４０ａのＵ字状屈曲部４１を挟むように、外側電極として、一対の銅製平板電極片（長さ１００ｍｍ、高さ１００ｍｍ）を配置し、内側電極と外側電極とをそれぞれ銅線で繋げて、直流電源のマイナス端子に接続したこと以外は、本発明例２と同様にして、ＰＡＩ皮膜付きＵ字状平角銅線を製造した。

【0061】

［比較例２］
内側電極を外し、外側電極のみとしたこと以外は、本発明例３と同様にして、ＰＡＩ皮膜付きＵ字状平角銅線を製造した。

【0062】

［評価］
本発明例２、３及び比較例２で得られたＰＡＩ皮膜付きＵ字状平角銅線のＰＡＩ膜の膜厚の均一性を下記の方法により評価した。
図１３は、本発明例２、３及び比較例２で厚さを測定したＵ字状平角銅線の部位の位置を示す正面図である。図１３に示すように、Ｕ字状平角銅線４０ａの下部から６０ｍｍの位置の内側表面から２ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍの位置をそれぞれａ、ｂ、ｃとし、下部から３０ｍｍの位置の内側表面から２ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍの位置をそれぞれｄ、ｅ、ｆとし、角部の位置の内側表面から２ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍの位置をそれぞれｇ、ｈ、ｉとして、Ｕ字状平角銅線の厚さを、マイクロメーターを用いて測定した。また、電着によって得られたＰＡＩ皮膜付きＵ字状平角銅線についても同じ場所で厚さ測定した。ＰＡＩ皮膜付きＵ字状平角銅線とＵ字状平角銅線の厚さの差を２で割った値をＰＡＩ皮膜の膜厚とした。その結果を、下記の表１に示す。

【0063】

【表1】

【0064】

内側電極のみを用いた本発明例２及び内側電極と外側電極を用いた本発明例３は、外側電極のみを用いた比較例２と比較して、ＰＡＩ皮膜の平均膜厚が大きく、ＰＡＩ皮膜の平均膜厚の標準誤差および膜厚の範囲が小さくなった。この結果から、屈曲状導体の屈曲部に対して電着法を用いて樹脂皮膜で被覆する際には、内側電極を用いることが有効で、特に内側電極と外側電極を用いることが有効であることが確認された。

【符号の説明】

【0065】

１ 電着液
２ 電着液タンク
１０ 平角導体コイル
１０Ｐ ＰＡＩ皮膜付き平角銅線コイル
１１ コイル状屈曲部
１１ａ 内側表面
１１ｂ 外側表面
１１Ｐ ＰＡＩ皮膜付きコイル状屈曲部
１２ 引き出し部
１３ 切断線
２０ 内側電極
２１ 円柱電極
２２、２３ 四角柱電極
３０ 外側電極
３１ａ、３１ｂ 平板電極片
３２ 円筒電極
３３ 角筒電極
４０ Ｕ字状導体
４０ａ Ｕ字状平角銅線
４１ Ｕ字状屈曲部
４１ａ 内側表面
４１ｂ 外側表面
４２ 引き出し部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】