特許 7643140 電線、及び電線の製造方法

(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】2025-03-03

(45)【発行日】2025-03-11

(54)【発明の名称】電線、及び電線の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01B 7/02 20060101AFI20250304BHJP

   H01B 13/16 20060101ALI20250304BHJP

   H01B 3/44 20060101ALI20250304BHJP

   H01B 13/00 20060101ALI20250304BHJP

【ＦＩ】

H01B7/02 C

H01B13/16 C

H01B3/44 C

H01B13/00 517

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021055282

(22)【出願日】2021-03-29

(65)【公開番号】P2022152492

(43)【公開日】2022-10-12

【審査請求日】2023-11-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000280

【氏名又は名称】弁理士法人サンクレスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】池田 一秋

(72)【発明者】

【氏名】杉原 直樹

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 淳

(72)【発明者】

【氏名】金澤 進一

【審査官】中嶋 久雄

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２００４／０５２９８７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１６／１０３８０４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｂ ７／０２

Ｈ０１Ｂ １３／１６

Ｈ０１Ｂ ３／４４

Ｈ０１Ｂ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

導体と、前記導体を被覆する被覆層とを備え、
前記被覆層が、フッ素樹脂を含み、
前記被覆層中のフッ素樹脂が架橋フッ素樹脂であり、
前記被覆層表面の粗さを表す最大高さが４μｍ以下である、
電線。

【請求項2】

前記導体が平角線であり、
前記導体が４つの角部を有し、
前記被覆層が前記導体の角部に対応する部分に曲部を有し、
前記曲部の外側面が電線の角部を構成し、
前記導体の角部と、前記電線の角部とが丸められており、
前記電線角部の丸め半径Ｒｗの、前記導体角部の丸め半径Ｒｃに対する比（Ｒｗ／Ｒｃ）が、１以下である、
請求項１に記載の電線。

【請求項3】

前記架橋フッ素樹脂が、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン・ヘキサオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、及びポリフッ化ビニルからなる群から選択される少なくとも一種の架橋物である、
請求項１又は請求項２に記載の電線。

【請求項4】

導体と、前記導体を被覆する被覆層とを備える電線を製造する方法であって、
フッ素樹脂を含むフッ素塗料からなる塗膜を前記導体の周囲に形成する工程と、
前記塗膜を焼成する工程と、
焼成した前記塗膜を整形する工程と、
整形した前記塗膜に電離性放射線を照射する工程と
を含み、
前記塗膜を形成する工程において、前記フッ素塗料とともに前記導体が塗布ダイスに通され、
前記塗膜を整形する工程において、焼成した前記塗膜が前記導体とともに、加熱した整形ダイスに通され、
前記塗膜に電離性放射線を照射する工程において、前記塗膜中の前記フッ素樹脂が架橋され架橋フッ素樹脂となり、前記被覆層が形成される、
電線の製造方法。

【請求項5】

前記塗膜を焼成する工程において、前記フッ素樹脂の結晶融点以上の温度に調整された雰囲気において前記塗膜が焼成される、
請求項４に記載の電線の製造方法。

【請求項6】

前記整形ダイスが前記フッ素樹脂の結晶融点以上の温度を有する、
請求項４又は請求項５に記載の電線の製造方法。

【請求項7】

前記導体が平角線である、
請求項４から請求項６のいずれか一項に記載の電線の製造方法。

【請求項8】

前記フッ素樹脂が、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン・ヘキサオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、及びポリフッ化ビニルからなる群から選択される少なくとも一種である、
請求項４から請求項７のいずれか一項に記載の電線の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電線、及び電線の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

モーター用巻線に用いられる電線として、絶縁ワニスを導体表面に塗布し、この絶縁ワニスを焼き付けることで被覆層を形成した電線が知られている（例えば、下記の特許文献１）。

【0003】

耐摩耗性及び耐薬品性に優れる素材として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のようなフッ素樹脂が知られている。フッ素樹脂は、絶縁材料として一般的なポリエチレンの結晶融点よりも高い結晶融点を有し、ポリエチレンの誘電率より低い誘電率を有する。フッ素樹脂は、絶縁材料として期待されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】国際公開第２０１３／０７３３９７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

フッ素樹脂を被覆層に適用した電線の製造では通常、フッ素樹脂を含むフッ素塗料が用いられる。フッ素塗料を導体とともに塗布ダイスに通して、導体表面に塗膜が形成される。この塗膜を焼成後、電離性放射線を照射することで被覆層が形成される。

【0006】

この製造では、塗布ダイスの通過によって塗膜、すなわち被覆層の表面が形成される。フッ素樹脂は一般にフィブリル化しやすい。被覆層の表面は荒れる傾向にあり、平滑な表面を有する被覆層を形成するのは難しい。凹みやピンホールの存在は、電線の絶縁性能の低下を招く。フッ素樹脂が有する良好な絶縁性能を発揮させるために、平滑な表面を有する被覆層を形成できる技術の確立が求められている。

【0007】

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、フッ素樹脂が有する良好な絶縁性能を発揮できる電線、及びそ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】

本発明の一態様に係る電線は、導体と、前記導体を被覆する被覆層とを備える。前記被覆層はフッ素樹脂を含む。前記被覆層中のフッ素樹脂は架橋フッ素樹脂である。前記被覆層表面の粗さを表す最大高さは４μｍ以下である。

【0009】

本発明の一態様に係る電線の製造方法は、導体と、前記導体を被覆する被覆層とを備える電線を製造する方法である。この電線の製造方法は、フッ素樹脂を含むフッ素塗料からなる塗膜を前記導体の周囲に形成する工程と、前記塗膜を焼成する工程と、焼成した前記塗膜を整形する工程と、整形した前記塗膜に電離性放射線を照射する工程とを含む。前記塗膜を形成する工程において、前記フッ素塗料とともに前記導体が塗布ダイスに通される。前記塗膜を整形する工程において、焼成した前記塗膜が前記導体とともに、加熱した整形ダイスに通される。前記塗膜に電離性放射線を照射する工程において、前記塗膜中の前記フッ素樹脂が架橋され架橋フッ素樹脂となり、前記被覆層が形成される。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、フッ素樹脂が有する良好な絶縁性能を発揮できる電線、及びその製造方法が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、実施形態に係る電線の一例を示す断面図である。

【図2】図２は、電線の製造装置の一例を示す概略図である。

【図3】図３は、塗布ダイスの一例を示す平面図である。

【図4】図４は、整形ダイスの一例を示す平面図である。

【図5】図５は、実施形態に係る電線の製造方法のフローを示すフロー図である。

【図6】図６は、整形ダイスによる作用を説明する図である。

【図7】図７は、電線の表面状態を説明する図である。

【図8】図８は、従来の電線の表面状態を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
［１］本開示の一態様に係る電線は、導体と、前記導体を被覆する被覆層とを備え、前記被覆層が、フッ素樹脂を含み、前記被覆層中のフッ素樹脂が架橋フッ素樹脂であり、前記被覆層表面の粗さを表す最大高さが４μｍ以下である。

【0013】

前述のように構成された電線では、被覆層が平滑な表面を有する。この被覆層は、絶縁破壊の起点となる恐れのある、凹みやピンホールを含まない。この被覆層の絶縁性能には、この被覆層を構成する素材の特性が十分に発揮される。この被覆層はフッ素樹脂の架橋物である架橋フッ素樹脂を含む。この電線では、フッ素樹脂が有する良好な絶縁性能が発揮される。

【0014】

本開示において、被覆層表面の粗さを表す最大高さは、ＩＳＯ２５１７８－２に準拠して測定される、最大高さＳｚで表される。測定は、表面粗さ測定装置（キーエンス社の「ＶＫＸ－１１００」を用いて、０．２５ｍｍ×０．２５ｍｍの領域に対して行われる。

【0015】

［２］また、前述の［１］に記載の電線において、好ましくは、前記導体が平角線であり、前記導体が４つの角部を有し、前記被覆層が前記導体の角部に対応する部分に曲部を有し、前記曲部の外側面が電線の角部を構成し、前記導体の角部と、前記電線の角部とが丸められており、前記電線角部の丸め半径Ｒｗの、前記導体角部の丸め半径Ｒｃに対する比（Ｒｗ／Ｒｃ）が、１以下である。

【0016】

前述のように構成された電線では、電界が集中しやすい角部において、被覆層の厚さが十分に確保される。この電線では、フッ素樹脂が有する良好な絶縁性能が発揮される。

【0017】

［３］また、前述の［１］又は［２］に記載の電線において、好ましくは、前記架橋フッ素樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン・ヘキサオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、及びポリフッ化ビニルからなる群から選択される少なくとも一種の架橋物である。

【0018】

前述のように構成された電線では、フッ素樹脂が有する良好な絶縁性能が発揮される。

【0019】

［４］本開示の他の態様に係る電線の製造方法は、導体と、前記導体を被覆する被覆層とを備える電線を製造する方法である。この電線の製造方法は、フッ素樹脂を含むフッ素塗料からなる塗膜を前記導体の周囲に形成する工程と、前記塗膜を焼成する工程と、焼成した前記塗膜を整形する工程と、整形した前記塗膜に電離性放射線を照射する工程とを含み、前記塗膜を形成する工程において、前記フッ素塗料とともに前記導体が塗布ダイスに通され、前記塗膜を整形する工程において、焼成した前記塗膜が前記導体とともに、加熱した整形ダイスに通され、前記塗膜に電離性放射線を照射する工程において、前記塗膜中の前記フッ素樹脂が架橋され架橋フッ素樹脂となり、前記被覆層が形成される。

【0020】

前述のように構成された電線の製造方法では、整形ダイスの通過の前に塗膜に含まれるフッ素樹脂が可塑化される。塗膜は加熱した整形ダイスを通過するので、整形ダイスを通過する塗膜の温度は安定に保持される。フッ素樹脂が可塑化した状態で塗膜が整形ダイスを通過する。この整形ダイスの通過により、塗膜は均される。この製造方法では、平滑な表面を有する被覆層が形成される。絶縁破壊の起点になりやすい、凹みやピンホールの形成が防止される。この被覆層の絶縁性能には、この被覆層を構成する素材の特性が十分に発揮される。この被覆層はフッ素樹脂の架橋物である架橋フッ素樹脂を含む。この製造方法により得られる電線では、フッ素樹脂が有する良好な絶縁性能が発揮される。

【0021】

［５］また、前述の［４］に記載の電線の製造方法において、好ましくは、前記塗膜を焼成する工程において、前記フッ素樹脂の結晶融点以上の温度に調整された雰囲気において前記塗膜が焼成される。

【0022】

前述のように構成された電線の製造方法では、塗膜に含まれるフッ素樹脂の可塑化が促される。フッ素樹脂が十分に可塑化した状態で塗膜は整形ダイスを通過する。この製造方法では、平滑な表面を有する被覆層が形成される。この被覆層の絶縁性能には、この被覆層を構成する素材の特性が十分に発揮される。この製造方法により得られる電線では、フッ素樹脂が有する良好な絶縁性能が発揮される。

【0023】

本開示において、フッ素樹脂の結晶融点は、示差走査熱測定を用いた、次に示す方法で測定する。
事前に標準サンプルとしてインジウム及び鉛を用いて温度校正した示差走査熱量計（エスアイアイ・ナノテクノロジー社の「Ｘ－ＤＳＣ７０００」）を使用する。
フッ素樹脂３ｍｇをアルミ製パン（クリンプ容器）に入れ、４０ｍｌ／分の窒素気流下で、２３０～３８０℃の温度領域を昇温速度１０℃／分で昇温させて、前述の領域における融解ピークの極小点を計測し、この極小点を前述のフッ素樹脂の結晶融点とする。

【0024】

［６］また、前述の［４］又は［５］に記載の、電線の製造方法において、好ましくは、前記整形ダイスが前記フッ素樹脂の結晶融点以上の温度を有する。

【0025】

前述のように構成された電線の製造方法では、整形ダイスを通過する塗膜において、フッ素樹脂が可塑化した状態が安定に保持される。整形ダイスによって塗膜が効果的に均されるので、この製造方法では、平滑な表面を有する被覆層が形成される。この被覆層の絶縁性能には、この被覆層を構成する素材の特性が十分に発揮される。この製造方法により得られる電線では、フッ素樹脂が有する良好な絶縁性能が発揮される。

【0026】

［７］また、前述の［４］から［６］のいずれかの１つに記載の、電線の製造方法において、好ましくは、前記導体が平角線である。

【0027】

前述のように構成された電線の製造方法では、電界が集中しやすい角部において、十分に厚さが確保された被覆層が形成される。この被覆層の絶縁性能には、この被覆層を構成する素材の特性が十分に発揮される。この製造方法により得られる電線では、フッ素樹脂が有する良好な絶縁性能が発揮される。

【0028】

［８］また、前述の［４］から［７］のいずれかの１つに記載の、電線の製造方法において、好ましくは、前記フッ素樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン・ヘキサオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、及びポリフッ化ビニルからなる群から選択される少なくとも一種である。

【0029】

前述のように構成された電線では、フッ素樹脂が有する良好な絶縁性能が発揮される。

【0030】

［本開示の実施形態の詳細］
本開示の実施形態について、具体例を挙げて、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【0031】

［電線］
図１は、本開示の一実施形態にかかる電線２の一例を示す。図１には、電線２の断面が示される。この電線２は平角電線である。この電線２は４つの角部４を有する。これら角部４は丸められている。この電線２の断面形状はほぼ四角形である。この電線２が、その断面形状が円形である、丸型電線であってもよい。

【0032】

本開示において、ほぼ四角形とは、４つの角部が丸められている四角形を意味する。

【0033】

図１に示された電線２は、モーターの巻線に用いられる電線である。高密度に電線２を巻き付けることができる観点から、モーターの巻線に用いられる電線２としては、図１に示された平角電線が好ましい。

【0034】

電線２は、導体６と、被覆層８とを備える。導体６は通常、銅線である。導体６が、アルミニウム線、アルミ合金線、ニッケルめっき銅線、銀めっき銅線などの金属線であってもよい。前述したように、この電線２は平角電線である。この電線２では、断面形状がほぼ四角形である平角線が導体６として用いられる。電線２が丸型電線であれば、断面形状が円形である丸線が導体６として用いられる。図１において、矢印Ｒｃは導体６の角部１０（以下、導体角部１０）の丸め半径である。

【0035】

被覆層８は、導体６を被覆する。導体６が平角線であるので、被覆層８には、導体６の角部４に対応する部分に曲部１２が構成される。この被覆層８は４つの曲部１２を有する。この電線２では、曲部１２の外側面が電線２の角部４（以下、電線角部４）を構成する。前述したように、電線角部４は丸められている。図１において、矢印Ｒｗはこの電線角部４の丸め半径である。

【0036】

この電線２では、被覆層８はフッ素塗料を用いて形成される。後述するが、導体６の周囲にフッ素塗料を塗布して形成した塗膜に、所定の条件下で電離性放射線を照射することで被膜層が得られる。この電離性放射線としては、電子線、γ線、Ｘ線、中性子線、及び高エネルギーイオンが例示される。

【0037】

フッ素塗料はフッ素樹脂を含む。この電線２では、フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン－エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、フルオロオレフィン－ビニルエーテル共重合体、フッ化ビニリデン－テトラフルオロエチレン共重合体、及びフッ化ビニリデン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

【0038】

この電線２では、電気特性、耐熱性及び耐薬品性が良好であるとの観点から、フッ素樹脂は、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ、及びＰＶＦからなる群から選択される少なくとも一種が好ましく、ＰＴＦＥがより好ましい。

【0039】

フッ素樹脂がＰＴＦＥである場合、このＰＴＦＥは、ホモＰＴＦＥであってもよく、変性ＰＴＦＥであってもよい。ホモＰＴＦＥとは、テトラフルオロエチレンの単独重合体をいう。変性ＰＴＦＥとは、テトラフルオロエチレンと、テトラフルオロエチレン以外のモノマー（「変性モノマー」ともいう。）との共重合体をいう。変性ＰＴＦＥにおける変性モノマーに由来する構造単位の含有率の上限としては、１質量％が好ましく、０．５質量％がより好ましい。変性モノマーは、公知のモノマーを用いることができ、１種を単独で用いてもよく、２種以上を用いてもよい。

【0040】

フッ素樹脂は、従来公知の製造方法で製造することができる。具体的には、ＰＴＦＥの場合、水性分散媒、界面活性剤及びラジカル重合開始剤の存在下で、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）を乳化重合することにより製造できる。ここで、界面活性剤としては、例えば、パーフルオロアルキルカルボン酸及びその塩、含フッ素スルホン酸及びその塩などの含フッ素界面活性剤が挙げられる。ラジカル重合開始剤としては、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム等の過硫酸塩、ジコハク酸パーオキシド、ｔｅｒｔ－ブチルヒドロパーオキシド等の水溶性有機過酸化物が挙げられる。ＰＴＦＥの合成時には、得られるＰＴＦＥの分子量（溶融粘度）を制御するために、連鎖移動剤を用いてもよく、更には、パラフィンワックス等の乳化安定剤や、炭酸アンモニウム等のｐＨ調整剤等を用いてもよい。この電線２では、フッ素樹脂として、市販のフッ素樹脂を使用することもできる。

【0041】

フッ素塗料は、前述のフッ素樹脂の粉末を、水を主成分とする溶媒に分散させた液体である。この電線２では、例えば、０．１μｍ以上０．５μｍ以下の平均一次粒子径を有するフッ素樹脂粉末がフッ素樹脂として用いられる。フッ素塗料に含まれるフッ素樹脂の含有量は、例えば、１０質量％以上６０質量％以下の範囲で適宜調整される。

【0042】

本開示において、フッ素樹脂粉末の平均一次粒子径は次のようにして求められる。ポリマー濃度を０．２２質量％に調整した、フッ素樹脂粉末の水性分散液の、波長５５０ｎｍの投射光の単位長さに対する透過率が測定される。透過型電子顕微鏡写真におけるフッ素樹脂粉末の定方向径を測定し、一次粒子径が決定される。測定した透過率と、決定された平均一次粒子径との検量線が作製される。測定対象である水性分散液について、透過率を測定し、作製した検量線を元に、フッ素樹脂粒子の平均一次粒子径が求められる。

【0043】

溶媒は、水を主成分とする液体であれば特に限定されない。この溶媒が水のみで構成されてもよい。この溶媒が水以外の成分を含んでいてもよい。水以外の成分としては、アルコール等の水溶性有機溶媒が例示される。水を主成分とするとは、溶媒中に占める水の割合が５０体積％以上であることを意味する。

【0044】

フッ素塗料は、フッ素樹脂及び溶媒以外に、界面活性剤、増粘剤、造膜助剤、消泡剤、充填剤、顔料、難燃剤等の薬品を含むことができる。

【0045】

［製造装置］
次に電線２の製造に用いられる製造装置が説明される。図２は、製造装置２２の一例を示す。この製造装置２２には、図示されない導体供給装置から導体６が供給される。この製造装置２２において、導体６の周囲に被覆層８を形成し電線２が製造される。製造した電線２は、図示されない電線巻取装置に巻き取られる。この図２において導体６は、左側から右側に向かって移動する。この紙面の左側が製造装置２２の上流側であり、右側が製造装置２２の下流側である。導体供給装置は製造装置２２の上流側に位置し、電線巻取装置は製造装置２２の下流側に位置する。

【0046】

この製造装置２２は、上流側から下流側に向かって、調芯装置２４、塗布装置２６、及び形成装置２８を備える。調芯装置２４、塗布装置２６、及び形成装置２８をこの順に導体６が通過することで電線２が製造される場合を例にして、この製造装置２２が説明される。

【0047】

調芯装置２４は、塗布装置２６及び形成装置２８に対する、導体６の位置を調整する。調芯装置２４は、電線の製造において一般的に使用される装置が用いられる。

【0048】

塗布装置２６は調芯装置２４の下流側に位置する。塗布装置２６は、導体６の周囲にフッ素塗料からなる塗膜を形成する。この塗布装置２６は、塗膜形成のために塗布ダイス３０を備える。図示されないが、この塗布装置２６では、フッ素塗料で満たされた塗料槽に導体６が通される。これにより、フッ素塗料が導体６の周囲に付着する。付着したフッ素塗料とともに導体６が塗布ダイス３０に通される。これにより、導体６の周囲に塗膜が形成される。

【0049】

図３には、上流側から見た塗布ダイス３０の正面図が示される。塗布ダイス３０は、その中央に貫通孔３２を備える。フッ素塗料が付着した導体６はこの貫通孔３２を通過する。前述したように、電線２は平角電線である。この貫通孔３２の形状はほぼ四角形である。図３において、両矢印Ｗｂは貫通孔３２の幅である。両矢印Ｔｂは貫通孔３２の高さである。矢印Ｒｂは貫通孔３２の角部３４の丸め半径である。塗布ダイス３０における貫通孔３２の大きさ、長さ及び形状は、製造する電線２の仕様に応じて適宜決められる。

【0050】

形成装置２８は塗布装置２６の下流側に位置する。形成装置２８は、導体６の周囲に形成した塗膜を焼成し、この塗膜に電離性放射線を照射する。この形成装置２８は、塗膜を焼成する焼成モジュール３６、そして、塗膜に電離性放射線を照射する照射モジュール３８を備える。

【0051】

焼成モジュール３６は、後述する整形ダイスを設けたこと以外は、電線の製造において一般的に使用される装置と同様の構成を有する。この焼成モジュール３６は筒状の焼成炉４０を備える。塗膜が形成された導体６は、焼成炉４０内を通過する。この焼成モジュール３６では、焼成炉４０内の温度は、図示されない温度調整装置によって調整される。塗膜は、所定の温度に調整された雰囲気において焼成される。

【0052】

焼成モジュール３６は、整形ダイス４２をさらに備える。整形ダイス４２は焼成炉４０内に配置される。焼成炉４０内において整形ダイス４２は、下流側に位置する。整形ダイス４２の温度も、前述の温度調整装置によって調整される。この焼成モジュール３６では、焼成した塗膜が導体６とともに、温度が調整された整形ダイス４２に通される。

【0053】

図４には、上流側から見た整形ダイス４２の正面図が示される。整形ダイス４２は、塗布ダイス３０と同様、その中央に貫通孔４４を備える。焼成した塗膜は導体６とともに、この貫通孔４４を通過する。前述したように、電線２は平角電線である。この貫通孔４４の形状はほぼ四角形である。図４において、両矢印Ｗａは貫通孔４４の幅である。両矢印Ｔａは貫通孔４４の高さである。矢印Ｒａは貫通孔４４の角部４６の丸め半径である。整形ダイス４２における貫通孔４４の大きさ、長さ及び形状は、製造する電線２の仕様に応じて適宜決められる。

【0054】

この製造装置２２では、焼成モジュール３６を通過した塗膜は導体６とともに、照射モジュール３８に投入される。照射モジュール３８は、電線２の製造において一般的に使用される装置と同様の構成を有する。この照射モジュール３８は、電離性放射線を照射する照射ユニット４８を備える。この照射モジュール３８では、導体６とともに反応炉５０内を通過する塗膜に向けて、照射ユニット４８が電離性放射線を照射する。これにより、塗膜に含まれるフッ素樹脂が架橋反応を起こし、被覆層８が形成される。この被覆層８は、フッ素樹脂の架橋物である架橋フッ素樹脂を含む。

【0055】

この照射モジュール３８では、反応炉５０内は実質的な無酸素状態に調整される。具体的には、この反応炉５０内は、５．０×１０^－４Ｔｏｒｒ以下の真空状態、又は、酸素濃度が１００ｐｐｍ以下の窒素等の不活性ガス雰囲気に調整される。この照射モジュール３８では、実質的な無酸素下で、電離性放射線が塗膜に向けて照射される。これにより、照射時における塗膜の酸化が防止される。

【0056】

この照射モジュール３８では、反応炉５０内の温度は、図示されない温度調整装置によって調整される。この照射モジュール３８では、所定の温度に調整された雰囲気において、電離性放射線が塗膜に向けて照射される。

【0057】

この形成装置２８は、冷却モジュール５２をさらに備える。照射モジュール３８から排出される電線２の温度は高い。この冷却モジュール５２において、高温状態にある電線２が冷却される。冷却後、電線２は電線巻取装置において巻き取られる。

【0058】

［電線２の製造方法］
次に本開示の一実施形態にかかる電線２の製造方法が説明される。図５は、この製造方法のフローの一例を示す。この製造方法は、導体６と、導体６を被覆する被覆層８とを備える電線２を製造する方法である。この製造方法は、形成工程Ｓ１、焼成工程Ｓ２、整形
工程Ｓ３、及び照射工程Ｓ４を含む。

【0059】

この製造方法では、形成工程Ｓ１、焼成工程Ｓ２、整形工程Ｓ３、及び照射工程Ｓ４を連続的に行うことで電線２が製造される。この製造方法では、例えば、形成工程Ｓ１、焼成工程Ｓ２、整形工程Ｓ３、及び照射工程Ｓ４の各工程をバッチ式で行うことで電線２が製造されてもよい。

【0060】

形成工程Ｓ１では、塗布装置２６において、フッ素塗料とともに導体６が塗布ダイス３０に通される。これにより、このフッ素塗料からなる塗膜が導体６の周囲に形成される。この塗膜はフッ素樹脂を含む。

【0061】

この製造方法では、フッ素樹脂を含む塗膜の形成方法として、フッ素塗料を導体６の周囲に塗布しながら塗布ダイス３０を通過させることで塗膜を形成する方法が示されたが、この塗膜の形成方法は、この塗布ダイス３０による方法に限られない。この製造方法では、フッ素塗料に導体６を浸漬することで塗膜が形成されてもよく、フッ素塗料を導体６に吹き付けることで塗膜が形成されてもよい。粉体塗装法によってフッ素樹脂からなる粉体を導体６に塗布してフッ素樹脂を含む塗膜が形成されてもよく、溶融押出法によってフッ素樹脂で導体６を被覆することで、フッ素樹脂を含む塗膜が形成されてもよい。

【0062】

焼成工程Ｓ２では、形成装置２８の焼成モジュール３６において、導体６の周囲に形成された塗膜が焼成される。これにより、塗膜に含まれる溶媒等の揮発成分が揮発し、塗膜は硬化する。

【0063】

整形工程Ｓ３では、焼成した塗膜が導体６とともに整形ダイス４２に通される。前述したように、整形ダイス４２は焼成炉４０内に配置される。焼成炉４０内は、少なくとも塗膜に含まれる溶媒等の揮発成分が揮発できる温度に調整される。この焼成炉４０内に配置された整形ダイス４２は、この焼成炉４０内の雰囲気によって加熱される。この整形工程Ｓ３では、焼成した塗膜が導体６とともに、加熱した整形ダイス４２に通される。これにより、塗膜が整形される。

【0064】

照射工程Ｓ４では、整形工程Ｓ３において整形した塗膜に電離性放射線が実質的に無酸素下で照射される。これにより、架橋フッ素樹脂を含む被覆層８が形成され、図１に示された電線２が得られる。

【0065】

この照射工程Ｓ４では、塗膜に向けて照射する電離性放射線の照射量は、架橋反応を十分に進行させる観点から、１０ｋＧｙ以上が好ましく、３０ｋＧｙ以下がより好ましい。生産性及び被覆層８の機械的特性の低下を防止する観点から、この照射量は２０００ｋＧｙ以下が好ましく、２００ｋＧｙ以下がより好ましい。

【0066】

この照射工程Ｓ４では、効果的に架橋反応を進行させる観点から、反応炉５０内の温度は、フッ素樹脂の結晶融点以上に設定されるのが好ましい。フッ素樹脂の結晶融点は分子量等によって異なるが、例えば、３２０℃以上３５０℃未満の範囲にある。この反応炉５０内の温度は、結晶融点以上で、かつ、３２０℃以上が好ましく、３６０℃以下が好ましい。

【0067】

以上、調芯装置２４、塗布装置２６、及び形成装置２８をこの順に導体６が通過することで電線２が製造される場合、すなわち、導体６に形成した塗膜に電離性放射線を照射して電線２が製造される場合を例にして、製造方法が説明されたが、塗膜を複数積層して得られる塗膜の積層体に電離性放射線を照射し、電線２が製造されてもよい。この場合、形成工程Ｓ１を複数回繰り返した後に、加熱工程Ｓ２、整形工程Ｓ３、及び照射工程Ｓ４が行われ、電線２が製造される。この製造方法では、形成工程Ｓ１から照射工程Ｓ４までを１クールとし、このクールを複数回繰り返して、電線２が形成されてもよい。この場合、電線２の被覆層８は、架橋フッ素樹脂を含む、塗膜の硬化物層の積層体として構成される。２クール以降のクールでは、硬化物層で被覆された導体６に対して、形成工程Ｓ１、加熱工程Ｓ２、整形工程Ｓ３、及び照射工程Ｓ４が行われる。

【0068】

この製造方法では、焼成工程Ｓ２において、フッ素樹脂を含む塗膜が焼成される。この焼成工程Ｓ２では、揮発成分の揮発により塗膜は硬化する一方で、この塗膜に含まれるフッ素樹脂の可塑化が促される。焼成工程Ｓ２の後に整形工程Ｓ３が行われるので、この製造方法では、整形ダイス４２の通過の前に塗膜に含まれるフッ素樹脂が可塑化される。前述したように、整形工程Ｓ３では、塗膜は、加熱した整形ダイス４２を通過する。整形ダイス４２を通過する塗膜の温度は安定に保持される。この製造方法では、フッ素樹脂が可塑化した状態で塗膜が整形ダイス４２を通過する。

【0069】

図６には、整形ダイス４２の通過による塗膜５４の状態変化が概念として示される。この図６の左下側には、上側の概念図におけるｂ－ｂ線に沿った、整形ダイス４２通過前の塗膜５４の断面が導体６の断面とともに示される。この図６の右下側には、上側の概念図におけるａ－ａ線に沿った、整形ダイス４２通過後の塗膜５４の断面が導体６の断面とともに示される。

【0070】

図６に示されるように、整形ダイス４２の通過により、塗膜５４に存在していた凹み５６やピンホール５８は消失する。そして、ドッグボーンとも称される塗膜５４の偏肉状態が解消され、整形ダイス４２通過前の塗膜５４が、ほぼ一様な厚さを有する塗膜５４に修正される。このように、整形ダイス４２の通過により塗膜５４が均される。均された塗膜５４に対して、照射工程Ｓ４が行われるので、この製造方法では、平滑な表面を有する被覆層８が形成される。

【0071】

この製造方法では、好ましくは、整形ダイス４２の貫通孔４４は塗布ダイス３０の貫通孔３２の形状と同等の形状に構成される。平滑な被覆層８を有する電線２が得られるのであれば、整形ダイス４２の貫通孔４４が塗布ダイス３０の貫通孔３２よりも大きくてもよく、整形ダイス４２の貫通孔４４が塗布ダイス３０の貫通孔３２よりも小さくてもよい。

【0072】

図７は、図１に示された電線２の表面状態の一例を示す。図８は、整形工程Ｓ３を含まない従来の製造方法によって製造された、従来電線の表面状態の一例を示す。

【0073】

図７と図８との対比から明らかなように、この電線２の被覆層８の表面は、従来電線の被覆層の表面よりも平滑である。具体的には、この電線２の被覆層８表面の粗さを表す最大高さは４μｍ以下である。従来電線の被覆層では、被覆層表面の粗さを表す最大高さは６０μｍから７０μｍの範囲にあるので、この電線２の被覆層８表面の平滑性が、従来電線のそれよりも格段に向上しているのは明らかである。

【0074】

この製造方法で製造される電線２は平滑な被覆層８を有する。絶縁破壊の起点になりやすい、凹み５６やピンホール５８の形成が防止される。この被覆層８は、絶縁破壊の起点になりやすい、凹み５６やピンホール５８を含まない。この被覆層８の絶縁性能には、この被覆層８を構成する素材の特性が十分に発揮される。この被覆層８はフッ素樹脂の架橋物である架橋フッ素樹脂を含む。この製造方法により得られる電線２では、フッ素樹脂が有する良好な絶縁性能が発揮される。

【0075】

この製造方法では、焼成工程Ｓ２において、フッ素樹脂の結晶融点以上の温度に調整された雰囲気において塗膜５４が焼成されるのが好ましい。これにより、塗膜５４に含まれるフッ素樹脂の可塑化が促される。フッ素樹脂が十分に可塑化した状態で塗膜５４は整形ダイス４２を通過する。この製造方法では、平滑な表面を有する被覆層８が形成される。この被覆層８の絶縁性能には、この被覆層８を構成する素材の特性が十分に発揮される。この製造方法により得られる電線２では、フッ素樹脂が有する良好な絶縁性能が発揮される。焼成による塗膜５４の変質を防止する観点から、フッ素樹脂の結晶融点よりも６０℃高い温度よりも低い温度に調整された雰囲気において、塗膜５４が焼成されるのが好ましい。

【0076】

この製造方法では、整形工程Ｓ３において、整形ダイス４２はフッ素樹脂の結晶融点以上の温度を有するのが好ましい。これにより、整形ダイス４２を通過する塗膜５４において、フッ素樹脂が可塑化した状態が安定に保持される。整形ダイス４２によって塗膜５４が効果的に均されるので、この製造方法では、平滑な表面を有する被覆層８が形成される。この被覆層８の絶縁性能には、この被覆層８を構成する素材の特性が十分に発揮される。この製造方法により得られる電線２では、フッ素樹脂が有する良好な絶縁性能が発揮される。整形ダイス４２の通過による塗膜５４の変質を防止する観点から、整形ダイス４２は、フッ素樹脂の結晶融点よりも５０℃高い温度よりも低い温度を有するのが好ましい。

【0077】

平滑な表面を有する被覆層８が安定に形成される観点から、焼成工程Ｓ２において、フッ素樹脂の結晶融点以上の温度に調整された雰囲気において塗膜５４が焼成され、整形工程Ｓ３において、整形ダイス４２はフッ素樹脂の結晶融点以上の温度を有するのがより好ましい。この場合、塗膜５４の変質防止の観点から、フッ素樹脂の結晶融点よりも６０℃高い温度よりも低い温度に調整された雰囲気において塗膜５４が焼成され、整形ダイス４２が、フッ素樹脂の結晶融点よりも５０℃高い温度よりも低い温度を有するのがより好ましい。

【0078】

前述したように、この電線２の導体６は平角線である。導体面積確保の観点から、導体角部１０は小さな丸め半径Ｒｃを有するのが好ましい。この場合、電線角部４も、この導体角部１０と同様に小さな丸め半径を有するのが好ましい。しかし、電線角部が小さな丸め半径を有するように、被覆層を形成するのも難しく、例えば、絶縁ワニスを焼き付けて形成される被覆層を有する従来の電線では、導体角部１０の丸め半径Ｒｃよりも大きな丸め半径を有する電線角部が形成される。これに対してこの製造方法では、整形ダイス４２の通過により、塗膜５４が効果的に均されるので、導体角部１０の丸め半径Ｒｃと同等以下の電線角部４が得られる。具体的には、電線角部４の丸め半径Ｒｗの、導体角部１０の丸め半径Ｒｃに対する比（Ｒｗ／Ｒｃ）は１以下である。この製造方法では、電線角部４における被覆層８が従来電線のそれよりも厚い電線２が得られる。

【0079】

この電線２では、電線角部４における被覆層８の厚さの確保の観点から、電線角部４の丸め半径Ｒｗの、導体角部１０の丸め半径Ｒｃに対する比（Ｒｗ／Ｒｃ）は０．７７以下が好ましく、０．６７以下がより好ましい。

【0080】

以上の説明から明らかなように、本開示の電線２は、フッ素樹脂が有する良好な絶縁性能を発揮できる。そして本開示の電線の製造方法によれば、フッ素樹脂が有する良好な絶縁性能を発揮できる電線２が得られる。

【符号の説明】

【0081】

２ 電線
４ 角部（電線角部）
６ 導体
８ 被覆層
１０ 導体６の角部（導体角部）
１２ 被覆層８の曲部
２２ 製造装置
２４ 調芯装置
２６ 塗布装置
２８ 形成装置
３０ 塗布ダイス
３２ 塗布ダイス３０の貫通孔
３４ 塗布ダイス３０の角部
３６ 焼成モジュール
３８ 照射モジュール
４０ 焼成炉
４２ 整形ダイス
４４ 整形ダイス４２の貫通孔
４６ 整形ダイス４２の角部
４８ 照射ユニット
５０ 反応炉
５２ 冷却モジュール
５４ 塗膜
５６ 凹み
５８ ピンホール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】