特許 7540300 絶縁性セグメントコンダクタの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-19

(45)【発行日】2024-08-27

(54)【発明の名称】絶縁性セグメントコンダクタの製造方法

(51)【国際特許分類】

   C25D 13/12 20060101AFI20240820BHJP

   C25D 13/00 20060101ALI20240820BHJP

   C25D 13/04 20060101ALI20240820BHJP

   H02K 15/04 20060101ALI20240820BHJP

   H02K 15/12 20060101ALI20240820BHJP

【ＦＩ】

C25D13/12 A

C25D13/00 307F

C25D13/04

H02K15/04 A

H02K15/12 D

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020183741

(22)【出願日】2020-11-02

(65)【公開番号】P2022073625

(43)【公開日】2022-05-17

【審査請求日】2023-06-29

(73)【特許権者】

【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】山▲崎▼ 和彦

(72)【発明者】

【氏名】桜井 英章

【審査官】▲辻▼ 弘輔

(56)【参考文献】

【文献】特公昭４８－０１１３６１（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開昭５９－１５６５２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０５４０４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０３９０２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１３８５９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０８５７０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０７２０９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２０９３７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１１５２４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２５Ｄ １３／００－１３／２４

Ｈ０２Ｋ １５／００－１５／０２

Ｈ０２Ｋ １５／０４－１５／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

直列に連結された複数のセグメントコンダクタ片を含む導電体からなる連続体を用意する工程と、
前記連続体の表面を、電着法を用いて絶縁皮膜で被覆して、絶縁性連続体を得る工程と、
前記絶縁性連続体を前記セグメントコンダクタ片毎に切断して、複数個の絶縁性セグメントコンダクタを得る工程と、を含み、
前記連続体が、銅、銅合金、アルミニウム及びアルミニウム合金のいずれかで形成されており、前記絶縁皮膜は、アミド系樹脂材料を含んでおり、
前記連続体が螺旋状である絶縁性セグメントコンダクタの製造方法。

【請求項2】

前記連続体が、一つの導電線をセグメントコンダクタ片の形状に変形加工することによって得られたものである請求項１に記載の絶縁性セグメントコンダクタの製造方法。

【請求項3】

前記連続体が、平面視において、２つのセグメントコンダクタ片が連結した形状である請求項１又は２に記載の絶縁性セグメントコンダクタの製造方法。

【請求項4】

前記絶縁皮膜は、膜厚が５μｍ以上である請求項１～３のいずれか一項に記載の絶縁性セグメントコンダクタの製造方法。

【請求項5】

さらに、前記絶縁性セグメントコンダクタの両端部を被覆する前記絶縁皮膜を除去する工程を含む請求項１～４のいずれか一項に記載の絶縁性セグメントコンダクタの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、絶縁性セグメントコンダクタの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

絶縁性セグメントコンダクタは、Ｕ字状に加工された導電体であって、表面が絶縁皮膜で被覆されたものである。絶縁性セグメントコンダクタは、例えば、セグメントコンダクタコイルの材料として用いられている。セグメントコンダクタコイルは、一般に、周方向に複数個のスロットが形成されたステータコアと、ステータコアのスロットに挿入された複数個の絶縁性セグメントコンダクタとから構成されている。セグメントコンダクタコイルは、例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車等のモータの部品として利用されている。

【0003】

絶縁性セグメントコンダクタを製造する方法としては、導電体の表面を絶縁皮膜で被覆し、次いで得られた絶縁性導電体をセグメントコンダクタの形状に変形加工する方法が知られている（特許文献１）。また、絶縁性セグメントコンダクタを製造する別の方法として、導電体をセグメントコンダクタの形状に変形加工し、得られたセグメントコンダクタの表面を絶縁皮膜で被覆する方法も知られている（特許文献２）。特許文献２には、セグメントコンダクタの表面を絶縁皮膜で被覆する方法として、電着により塗料を付着させ、次いで付着した塗料を焼き付ける方法（電着法）が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００５－４５９７２号公報

【文献】特開２０１７－１１５２４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

絶縁性セグメントコンダクタの導電体としては、一般に、平角銅線などの角型導電体が用いられている。このため、特許文献１に記載されている絶縁性導電体をセグメントコンダクタの形状に変形加工する絶縁性セグメントコンダクタの製造方法は、変形加工によって変形させた部分で絶縁皮膜が割れるおそれがある。特に、最近では、絶縁性セグメントコンダクタの形状が複雑化しており、変形加工によって絶縁皮膜が割れやすくなる傾向にある。

【0006】

一方、セグメントコンダクタの表面を絶縁皮膜で被覆する絶縁性セグメントコンダクタの製造方法は、絶縁皮膜で被覆した後の絶縁性セグメントコンダクタに対して変形加工を行なわないので、絶縁皮膜が割れることが起こりにくい。しかしながら、特許文献２に記載されている絶縁性セグメントコンダクタの製造方法では、セグメントコンダクタの表面を絶縁皮膜で被覆する際に、セグメントコンダクタ毎に直流電源を接続する必要があるため、作業が煩雑である。このため、大量の絶縁性セグメントコンダクタを安価に製造することは難しい。

【0007】

この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、変形加工によって絶縁皮膜が割れることが起こりにくく、かつ大量生産が容易な絶縁性セグメントコンダクタの製造方法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】

【0008】

上記の課題を解決するために、本発明の絶縁性セグメントコンダクタの製造方法は、直列に連結された複数のセグメントコンダクタ片を含む導電体からなる連続体を用意する工程と、前記連続体の表面を、電着法を用いて絶縁皮膜で被覆して、絶縁性連続体を得る工程と、前記絶縁性連続体を前記セグメントコンダクタ片毎に切断して、複数個の絶縁性セグメントコンダクタを得る工程と、を含み、前記連続体が、銅、銅合金、アルミニウム及びアルミニウム合金のいずれかで形成されており、前記絶縁皮膜は、アミド系樹脂材料を含んでおり、前記連続体が螺旋状である。

【0009】

このような構成とされた本発明の絶縁性セグメントコンダクタの製造方法によれば、直列に連結された複数のセグメントコンダクタ片を含む連続体を用意し、この連続体の表面に対して絶縁皮膜で被覆するので、絶縁皮膜を形成した後に変形加工を行なう必要が特にはない。このため、得られた絶縁性セグメントコンダクタは、絶縁皮膜が割れることが起こりにくい。
また、一つの連続体に対して電着法を用いることによって、複数のセグメントコンダクタ片の表面を絶縁皮膜で被覆することができるので、大量生産が容易となる。
連続体が、銅、銅合金、アルミニウム及びアルミニウム合金のいずれかで形成されていて、連続体の導電性が高いので、電着法を用いることによって、連続体の表面に均一な厚みの絶縁皮膜を安定して形成することができる。また、得られる絶縁性セグメントコンダクタの導電体の導電性が高くなる。
絶縁皮膜はアミド系樹脂材料を含むので、得られる絶縁性セグメントコンダクタは高い耐熱性に加えて、絶縁性も向上する。
連続体が螺旋状であるので、電着法を用いて絶縁皮膜で被覆する際に用いる電着装置のサイズを小型化することが可能となり、連続体を効率よく絶縁皮膜で被覆することができる。

【0010】

ここで、本発明の絶縁性セグメントコンダクタの製造方法においては、前記連続体が、一つの導電線をセグメントコンダクタ片の形状に変形加工することによって得られたものである構成としてもよい。
この場合、連続体が一つの導電線から得られたものとなるので、連続体の導電性が均一となり、電着法を用いることによって、連続体の表面に均一な厚みの絶縁皮膜を安定して形成することができる。

【0012】

また、本発明の絶縁性セグメントコンダクタの製造方法においては、前記連続体が、平面視において、２つのセグメントコンダクタ片が連結した形状である構成としてもよい。
この場合、平面視において、２つのセグメントコンダクタ片が連結した部分を確認できるので、絶縁性連続体をセグメントコンダクタ片毎に切断するのが容易になる。

【0014】

また、本発明の絶縁性セグメントコンダクタの製造方法においては、前記絶縁皮膜は、膜厚が５μｍ以上である構成としてもよい。
この場合、絶縁皮膜は膜厚が５μｍ以上であるので、得られる絶縁性セグメントコンダクタの絶縁性が向上する。

【0016】

また、本発明の絶縁性セグメントコンダクタの製造方法においては、さらに、前記絶縁性セグメントコンダクタの両端部を被覆する前記絶縁皮膜を除去する工程を含む構成としてもよい。
この場合、さらに、絶縁性セグメントコンダクタの両端部を被覆する絶縁皮膜を除去する工程を含むので、得られる絶縁性セグメントコンダクタはその状態で、セグメントコンダクタコイルのステータコアのスロットに挿入することができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、変形加工によって絶縁皮膜が割れることが起こりにくく、かつ大量生産が容易な絶縁性セグメントコンダクタの製造方法を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の一実施形態に係る絶縁性セグメントコンダクタの製造方法において得られる絶縁性セグメントコンダクタの一例の斜視図である。

【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性セグメントコンダクタの製造方法において用いることができる連続体の一例の斜視図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る絶縁性セグメントコンダクタの製造方法において用いることができる電着装置の構成の一例を示す概略図である。

【図5】本発明の一実施形態に係る絶縁性セグメントコンダクタの製造方法において得られる絶縁性連続体の一例の平面図である。

【図6】本発明の一実施形態に係る絶縁性セグメントコンダクタの製造方法において用いることができる連続体の別の一例の斜視図である。

【図7】本発明の一実施形態に係る絶縁性セグメントコンダクタの製造方法において用いることができる連続体のさらに別の一例の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下に、本発明の一実施形態に係る絶縁性セグメントコンダクタの製造方法について、添付した図面を参照して説明する。

【0020】

（絶縁性セグメントコンダクタ）
図１は、本発明の一実施形態に係る絶縁性セグメントコンダクタの製造方法において得られる絶縁性セグメントコンダクタの一例の斜視図である。図２は、図１のII－II線断面図である。
図１において、絶縁性セグメントコンダクタ１０は、平面視で五角形状である。絶縁性セグメントコンダクタ１０は、図２に示すように、導電体１１と、導電体１１の表面を被覆する絶縁皮膜１２とを有する。導電体１１は、例えば、銅、銅合金、アルミニウム及びアルミニウム合金のいずれかから構成されていてもよい。銅合金は、例えば、銅を５０質量％以上含む合金である。アルミニウム合金は、例えば、アルミニウムを５０質量％以上含む合金である。絶縁皮膜１２は、例えば、アミド系樹脂、アミドイミド系樹脂を含んでもよい。絶縁皮膜１２は、膜厚が５μｍ以上であることが好ましい。絶縁皮膜１２の膜厚は、１０μｍ以上２００μｍ以下の範囲内にあることがより好ましく、３０μｍ以上１００μｍ以下の範囲内にあることが特に好ましい。

【0021】

絶縁性セグメントコンダクタ１０は、例えば、セグメントコンダクタコイルの材料として利用することができる。絶縁性セグメントコンダクタ１０をセグメントコンダクタコイルの材料として用いる場合は、絶縁性セグメントコンダクタ１０の両端部の導電体１１を剥き出しにしてもよい。

【0022】

（絶縁性セグメントコンダクタの製造方法）
本実施形態の絶縁性セグメントコンダクタ１０の製造方法は、連続体を用意する用意工程と、連続体の表面を、電着法を用いて絶縁皮膜で被覆して、絶縁性連続体を得る電着工程と、絶縁性連続体を前記セグメントコンダクタ片毎に切断して、複数個の絶縁性セグメントコンダクタを得る切断工程と、を含む。

【0023】

（用意工程）
用意工程で用意する連続体は、直列に連結された複数のセグメントコンダクタ片を含む導電体からなる。連続体は、絶縁性セグメントコンダクタ１０の導電体１１を構成する。セグメントコンダクタ片は、製造目的の絶縁性セグメントコンダクタ１０の形状に成形体された部分である。

【0024】

図３は、連続体の一例の斜視図である。
図３に示す連続体２０は、五角形状に形成された複数のセグメントコンダクタ片２１ａ、２１ｂが連結部２２を介して連結された導電体からなる。連続体２０は螺旋状に巻かれた形状とされている。また、連続体２０は、平面視において、隣り合うセグメントコンダクタ片２１ａとセグメントコンダクタ片２１ｂとが、互いの頂部が反対方向を向くように、連結部２２を介して線対称に連結した形状とされている。

【0025】

連続体２０の両端は端子２３とされている。端子２３は、次の電着工程において、直流電源と接続する部分である。

【0026】

連続体２０は、銅、銅合金、アルミニウム及びアルミニウム合金のいずれかで形成されている。連続体２０は、例えば、一つの導電線をセグメントコンダクタ片２１ａ、２１ｂの形状に、連続もしくは間欠的に変形加工することによって製造することができる。導電線としては、例えば、平角銅線などの角型導電体を用いることができる。

【0027】

（電着工程）
電着工程では、絶縁性セグメントコンダクタ１０の絶縁皮膜１２を形成する。電着工程では、次のようにして絶縁性連続体を得る。
先ず、電着装置を用いて、連続体２０の表面を電着膜で被覆する。
図４は、電着装置の構成の一例を示す概略図である。
図４に示すように、電着装置１は、電着液タンク２と、電着液タンク２に収容されている電着液３と、電極４と、直流電源５と、を備える。電着液３には、連続体２０と電極４とが浸漬される。連続体２０と電極４はそれぞれ直流電源５に接続している。電着液３は、電荷を有する絶縁樹脂粒子を含む分散液である。絶縁樹脂粒子としては、例えば、アミド系樹脂粒子、アミドイミド系樹脂粒子を用いることができる。

【0028】

電着装置１において、連続体２０と電極４との間に直流電源５を用いて直流電圧を印加する。これによって、電着液３中の絶縁樹脂粒子が連続体２０の表面に電着して、連続体２０の表面が電着膜で被覆される。

【0029】

次いで、電着膜で被覆された連続体２０を、電着装置１から取り出して乾燥する。そして、乾燥後の連続体２０を加熱して、電着膜を連続体２０に焼き付けることによって、絶縁皮膜が形成される。こうして、絶縁性連続体を得ることができる。

【0030】

（切断工程）
切断工程では、絶縁性連続体を絶縁性連続体のセグメントコンダクタ片毎に切断する。これによって、複数個の絶縁性セグメントコンダクタを得ることができる。

【0031】

図５は、絶縁性連続体の一例の平面図である。
絶縁性連続体３０は、平面視において、絶縁性セグメントコンダクタ片３１ａと絶縁性セグメントコンダクタ片３１ｂとが、互いの頂部が反対方向を向くように、連結部３２を介して線対称に連結した形状とされている。このため、平面視において、互いに対向する連結部３２を結ぶ切断線３５に沿って、絶縁性連続体３０を切断することによって、図1及び図２に示す絶縁性セグメントコンダクタ１０を複数個作製することができる。

【0032】

絶縁性セグメントコンダクタ１０をセグメントコンダクタコイルの材料として用いる場合は、さらに、絶縁性セグメントコンダクタ１０の両端部を被覆する絶縁皮膜１２を除去する工程を実施して、絶縁性セグメントコンダクタ１０の両端部の導電体１１を剥き出しにしてもよい。

【0033】

以上のような構成とされた本実施形態の絶縁性セグメントコンダクタ１０の製造方法によれば、直列に連結された複数のセグメントコンダクタ片２１ａ、２１ｂを含む連続体２０を用意し、この連続体２０の表面に対して絶縁皮膜１２で被覆するので、絶縁皮膜１２を形成した後に変形加工を行なう必要が特にはない。このため、得られた絶縁性セグメントコンダクタ１０は、絶縁皮膜１２に割れが発生することが起こりにくい。
また、一つの連続体２０に対して電着法を用いることによって、複数のセグメントコンダクタ片２１ａ、２１ｂの表面を絶縁皮膜１２で被覆することができるので、大量生産が容易となる。

【0034】

本実施形態の絶縁性セグメントコンダクタの製造方法において、連続体２０が、一つの導電線をセグメントコンダクタ片２１ａ、２１ｂの形状に変形加工することによって得られたものである場合は、連続体２０の導電性が均一となり、電着法を用いることによって、連続体２０の表面に均一な厚みの絶縁皮膜１２を安定して形成することができる。

【0035】

また、本実施形態の絶縁性セグメントコンダクタの製造方法において、連続体２０が螺旋状である場合は、電着法を用いて絶縁皮膜で被覆する際に用いる電着装置１のサイズを小型化することが可能となり、連続体２０の表面を効率よく絶縁皮膜１２で被覆することができる。

【0036】

また、本実施形態の絶縁性セグメントコンダクタの製造方法において、連続体２０が、平面視において、２つのセグメントコンダクタ片２１ａ、２１ｂが連結した形状である構成である場合は、平面視において、２つのセグメントコンダクタ片２１ａ、２１ｂの連結部２２を確認できるので、絶縁性連続体３０をセグメントコンダクタ片毎に切断するのが容易になる。

【0037】

また、本実施形態の絶縁性セグメントコンダクタの製造方法において、連続体２０が、銅、銅合金、アルミニウム及びアルミニウム合金のいずれかで形成されている場合は、連続体２０の導電性が高いので、電着法を用いることによって、連続体２０の表面に厚みが均一な絶縁皮膜１２を安定して形成することができる。また、得られる絶縁性セグメントコンダクタ１０の導電体１１の導電性が高くなる。

【0038】

また、本実施形態の絶縁性セグメントコンダクタの製造方法において、絶縁皮膜１２の膜厚が５μｍ以上である場合、得られる絶縁性セグメントコンダクタ１０の絶縁性が向上する。

【0039】

また、本実施形態の絶縁性セグメントコンダクタの製造方法においては、絶縁皮膜１２がアミド系樹脂材料を含む場合、得られる絶縁性セグメントコンダクタ１０は、高い耐熱性に加えて、絶縁性もより向上する。

【0040】

また、本実施形態の絶縁性セグメントコンダクタの製造方法において、さらに、絶縁性セグメントコンダクタ１０の両端部を被覆する絶縁皮膜１２を除去する工程を含む場合は、得られる絶縁性セグメントコンダクタはその状態で、セグメントコンダクタコイルのステータコアのスロットに挿入することができる。

【0041】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、連続体２０のセグメントコンダクタ片２１ａ、２１ｂは平面視において、五角形状とされているが、セグメントコンダクタ片２１ａ、２１ｂの形状は、これに限定されるものではない。セグメントコンダクタ片は、例えば、半円状、半長円状、半トラック状、三角形状、四角形状、６角形状以上の多角形状であってもよい。また、セグメントコンダクタ片は、厚み方向に湾曲した湾曲部を有する形状であってもよい。さらに、セグメントコンダクタ片は、捻じり部を有する形状であってもよい。

【0042】

図６は、本発明の一実施形態に係る絶縁性セグメントコンダクタの製造方法において用いることができる連続体の別の一例の斜視図である。
図６に示す連続体４０は、複数個の半円状のセグメントコンダクタ片４１ａと、複数個の半円状のセグメントコンダクタ片４１ｂとがそれぞれ交互に連結部４２を介して連結された構造を有する。

【0043】

図７は、本発明の一実施形態に係る絶縁性セグメントコンダクタの製造方法において用いることができる連続体のさらに別の一例の斜視図である。
図７に示す連続体５０は、複数個の半円状のセグメントコンダクタ片５１ａと、複数個の半円状のセグメントコンダクタ片４１ｂとがそれぞれ交互に連結部５２を介して連結された構造を有する。

【0044】

また、本発明の一実施形態に係る絶縁性セグメントコンダクタの製造方法において、セグメントコンダクタ片２１ａ、２１ｂは、必ずしも製造目的の絶縁性セグメントコンダクタの形状と同一である必要はない。得られた絶縁性セグメントコンダクタ１０を所望の形状に変形加工してもよい。

【0045】

また、本実施形態では、連続体２０は螺旋状とされているが、連続体の形状は、これに限定されるものではない。連続体は、例えば、直線状であってもよい。

【0046】

さらに、本実施形態では、絶縁性セグメントコンダクタ１０の両端部を被覆する絶縁皮膜１２を除去する工程を説明したが、絶縁性セグメントコンダクタ１０の両端部を剥き出しにする方法は、これに限定されるものではない。例えば、連続体２０を電着膜で被覆する前に、絶縁性セグメントコンダクタ１０の両端部に相当する部分をマスキングして、電着膜が形成されないようにしてもよい。

【符号の説明】

【0047】

１ 電着装置
２ 電着液タンク
３ 電着液
４ 電極
５ 直流電源
１０ 絶縁性セグメントコンダクタ
１１ 導電体
１２ 絶縁皮膜
２０、４０、５０ 連続体
２１ａ、２１ｂ、４１ａ、４１ｂ、５１ａ、５１ｂ セグメントコンダクタ片
２２、４２、５２ 連結部
２３ 端子
３０ 絶縁性連続体
３１ａ、３１ｂ 絶縁性セグメントコンダクタ片
３２ 連結部
３５ 切断線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】