(57)【要約】【課題】高周波特性および絶縁特性に優れた絶縁電線を提供する。【解決手段】断面輪郭が非円形の７本のエナメル線（４）が平行に集合して全体の断面輪郭が円形になった集合線（１１）と、集合線（１１）を束ねるように集合線（１１）の外周に絶縁テープを巻回してなる第１絶縁被覆（１）とを具備する。【効果】同一の導体断面積をもつ単線に比べて高周波損失を低減できる。同一の導体断面積をもつリッツ線に比べて外径を小さく出来る。また絶縁テープを巻くことにより撚りが無くとも集合線の結束力を保ち易いので外形バラツキを小さくでき、且つ絶縁特性にも優れている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面輪郭が非円形のエナメル線が複数本集合して全体の断面輪郭が円形になった集合線と、前記集合線を束ねるように前記集合線の外周に絶縁テープを巻回してなる第１絶縁被覆とを具備したことを特徴とする絶縁電線。
【請求項２】
請求項１に記載の絶縁電線であって、前記複数本のエナメル線を撚らずに平行に束ねたことを特徴とする絶縁電線。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の絶縁電線であって、前記複数本のエナメル線の全部または一部の銅線の外周に軟磁性層を形成したことを特徴とする絶縁電線。
【請求項４】
断面輪郭が非円形のエナメル線および裸銅線が複数本集合して全体の断面輪郭が円形になり且つ裸銅線同士が隣接しない配置になった集合線と、前記集合線を束ねるように前記集合線の外周に絶縁テープを巻回してなる第１絶縁被覆とを具備したことを特徴とする絶縁電線。
【請求項５】
請求項４に記載の絶縁電線であって、前記複数本のエナメル線および裸銅線を撚らずに平行に束ねたことを特徴とする絶縁電線。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の絶縁電線であって、前記複数本のエナメル線の全部または一部の銅線および裸銅線の全部または一部の少なくとも一方の外周に軟磁性層を形成したことを特徴とする絶縁電線。
【請求項７】
請求項４から請求項６のいずれかに記載の絶縁電線であって、前記裸銅線の全部または一部の最外周に錫めっき層を形成したことを特徴とする絶縁電線。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の絶縁電線であって、前記第１絶縁被覆の外周に絶縁テープを巻回して第２絶縁被覆とし、前記第２絶縁被覆の外周に絶縁テープを巻回して第３絶縁被覆としたことを特徴とする絶縁電線。
【請求項９】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の絶縁電線であって、前記第１絶縁被覆の外周に樹脂押出して第２絶縁被覆を形成し、前記第２絶縁被覆の外周に樹脂押出して第３絶縁被覆を形成したことを特徴とする絶縁電線。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の絶縁電線であって、最外周に自己融着層を設けたことを特徴とする絶縁電線。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれかに記載の絶縁電線を巻回したことを特徴とするコイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁電線およびコイルに関し、さらに詳しくは、高周波特性および絶縁特性に優れた絶縁電線およびコイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数本のエナメル線より成る撚線を、外側より円形に圧縮してエナメル線を交互に密着させたものの外周上に、自己融着層を設けて成ることを特徴とするリッツ線が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０６−１１９８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来のリッツ線は、高周波特性に優れている。
しかし、製造時に、複数本のエナメル線より成る撚線を円形ダイスに通して外側より円形に圧縮するが、このとき外周面に相当するエナメル層が円形ダイスとの摩擦で損傷し、外周面の絶縁特性が低下する。すなわち、上記従来のリッツ線は、絶縁特性に問題がある。このため、コイルに巻回した場合、巻線間でのショート即ちレアーショートを起こしやすく信頼性に問題がある。なお、外周面に自己融着層を設けているが、これは絶縁特性を保障するものではない。
そこで、本発明の目的は、高周波特性および絶縁特性に優れた絶縁電線およびコイルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の観点では、本発明は、断面輪郭が非円形のエナメル線が複数本集合して全体の断面輪郭が円形になった集合線と、前記集合線を束ねるように前記集合線の外周に絶縁テープを巻回してなる第１絶縁被覆とを具備したことを特徴とする絶縁電線を提供する。
上記第１の観点による絶縁電線では、断面輪郭が非円形のエナメル線が複数本集合して全体の断面輪郭が円形になった集合線を束ねるように絶縁テープを巻回して第１絶縁被覆とする。複数本のエナメル線を円形ダイスに通して外側より円形に圧縮して集合線を製造する場合、集合線の外周面に相当するエナメル層が円形ダイスとの摩擦で損傷し、集合線の外周面の絶縁特性が低下する。しかし、集合線の外周に少なくとも１層の絶縁被覆を設けるため、十分な絶縁特性が得られる。また、テープ巻きにより集合線のバラケを防止することが出来るため、コイルに巻線した際にも均一な仕上がり外径が得られる。さらに、単線に比べて高周波銅損を低減できるため、高周波特性に優れている。
【０００６】
集合線を構成するエナメル線の合計本数は、高周波特性向上の観点から４本以上とすることが好ましい。また、集合線の製造に円形ダイスを用いて圧縮する場合は、圧縮性の観点から１１本以下とすることが好ましい。
【０００７】
第２の観点では、本発明は、前記第１の観点による絶縁電線であって、前記複数本のエナメル線を撚らずに平行に束ねたことを特徴とする絶縁電線を提供する。
上記第２の観点による絶縁電線では、複数本のエナメル線を撚らずに平行に束ねるため、撚った場合よりも仕上がり外形を小さく出来る。また、線長を短縮できる。さらに、直流抵抗を低減できる。また、複数本のエナメル線を撚る場合、その撚り加工工程は、圧縮工程やテープ巻工程と比べて加工線速が遅いため、生産性が悪くなり、製造コストを押し上げる要因となるが、その撚り加工工程を必要としないので、生産性を向上でき、製造コストを低減することが出来る。
【０００８】
第３の観点では、本発明は、前記第１または第２の観点による絶縁電線であって、前記複数本のエナメル線の全部または一部の銅線の外周に軟磁性層を形成したことを特徴とする絶縁電線を提供する。
上記第３の観点による絶縁電線では、銅線を軟磁性層で被覆するため、渦電流損を発生させる磁束は、銅線部分よりも表面の磁性層を通り易い。磁性層は銅よりも固有抵抗が高いため、渦電流損を低減することが出来る。従って、高周波銅損をさらに低減でき、高周波特性をさらに向上できる。
【０００９】
第４の観点では、本発明は、断面輪郭が非円形のエナメル線および裸銅線が複数本集合して全体の断面輪郭が円形になり且つ裸銅線同士が隣接しない配置になった集合線と、前記集合線を束ねるように前記集合線の外周に絶縁テープを巻回してなる第１絶縁被覆とを具備したことを特徴とする絶縁電線を提供する。
上記第４の観点による絶縁電線では、断面輪郭が非円形のエナメル線および裸銅線が複数本集合して全体の断面輪郭が円形になり且つ裸銅線同士が隣接しない配置になった集合線を束ねるように絶縁テープを巻回して第１絶縁被覆とする。複数本のエナメル線および裸銅線を円形ダイスに通して外側より円形に圧縮して集合線を製造する場合、集合線の外周面に相当するエナメル層が円形ダイスとの摩擦で損傷し、集合線の外周面の絶縁特性が低下する。しかし、集合線の外周に少なくとも１層の絶縁被覆を設けるため、十分な絶縁特性が得られる。また、テープ巻きにより集合線のバラケを防止することが出来るため、コイルに巻線した際にも均一な仕上がり外径が得られる。また、単線に比べて高周波銅損を低減できるため、高周波特性に優れている。さらに、一部に裸銅線を使用するため、全てをエナメル線にするよりも半田付け性を向上できると共にコストを低減できる。
【００１０】
集合線を構成するエナメル線および裸銅線の合計本数は、高周波特性向上の観点から４本以上とすることが好ましい。また、集合線の製造に円形ダイスを用いて圧縮する場合は、圧縮性の観点から１１本以下とすることが好ましい。
【００１１】
第５の観点では、本発明は、前記第４の観点による絶縁電線であって、前記複数本のエナメル線および裸銅線を撚らずに平行に束ねたことを特徴とする絶縁電線を提供する。
上記第５の観点による絶縁電線では、複数本のエナメル線および裸銅線を撚らずに平行に束ねるため、撚った場合よりも仕上がり外形を小さく出来る。また、線長を短縮でき、直流抵抗を低減できる。また、複数本のエナメル線および裸銅線を撚る場合、その撚り加工工程は、圧縮工程やテープ巻工程と比べて加工線速が遅いため、生産性が悪くなり、製造コストを押し上げる要因となるが、その撚り加工工程を必要としないので、生産性を向上でき、製造コストを低減することが出来る。
【００１２】
第６の観点では、本発明は、前記第４または第５の観点による絶縁電線であって、前記複数本のエナメル線の全部または一部の銅線および裸銅線の全部または一部の少なくとも一方の外周に軟磁性層を形成したことを特徴とする絶縁電線を提供する。
上記第６の観点による絶縁電線では、銅線を軟磁性層で被覆するため、渦電流損を発生させる磁束は、銅線部分よりも表面の磁性層を通り易い。磁性層は銅よりも固有抵抗が高いため、渦電流損を低減することが出来る。従って、高周波銅損をさらに低減でき、高周波特性をさらに向上できる。
【００１３】
第７の観点では、本発明は、前記第４から第６のいずれかの観点による絶縁電線であって、前記裸銅線の全部または一部の最外周に錫めっき層を形成したことを特徴とする絶縁電線を提供する。
上記第７の観点による絶縁電線では、集合線の一部に錫めっき層が露出しているため、半田付け性を向上することが出来る。
【００１４】
第８の観点では、本発明は、前記第１から第７のいずれかの観点による絶縁電線であって、前記第１絶縁被覆の外周に絶縁テープを巻回して第２絶縁被覆とし、前記第２絶縁被覆の外周に絶縁テープを巻回して第３絶縁被覆としたことを特徴とする絶縁電線を提供する。
上記第８の観点による絶縁電線では、絶縁テープを３層以上巻くため、安全規格で定める強化絶縁電線とみなされ、スイッチング電源等に使用される高周波トランスに使用した場合、一次・二次間に絶縁隔壁を設ける必要がなくなるなど、高周波トランスの小型化などにも寄与しうる。
【００１５】
第９の観点では、本発明は、前記第１から第７のいずれかの観点による絶縁電線であって、前記第１絶縁被覆の外周に樹脂押出して第２絶縁被覆を形成し、前記第２絶縁被覆の外周に樹脂押出して第３絶縁被覆を形成したことを特徴とする絶縁電線を提供する。
上記第９の観点による絶縁電線では、巻線性を向上することが出来る。また、十分な絶縁特性が得られる。そこで、例えばスイッチング電源等の高周波トランスのコイルに使用でき、この場合に一次・二次間に絶縁隔壁を設ける必要がなくなるなど、高周波トランスの小型化などにも寄与しうる。
【００１６】
第１０の観点では、本発明は、前記第１から前記第９のいずれかの観点による絶縁電線であって、最外周に自己融着層を設けたことを特徴とする絶縁電線を提供する。
上記第１０の観点による絶縁電線では、コイルの形状保持性を得ることが出来る。なお、自己融着層の内側の層を樹脂押出層とすれば、自己融着層の形成が容易になる。
【００１７】
第１１の観点では、本発明は、前記第１から前記第１０のいずれかの観点による絶縁電線を巻回したことを特徴とするコイルを提供する。
上記第１１の観点によるコイルでは、高周波特性および絶縁特性に優れた絶縁電線を用いるため、高周波特性および絶縁特性に優れたコイルとなる。また、小型化することが容易になる。例えばスイッチング電源等の高周波トランスのコイルに使用でき、この場合に一次・二次間に絶縁隔壁を設ける必要がなくなるなど、高周波トランスの小型化などに寄与しうる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の絶縁電線によれば、高周波特性および絶縁特性を向上できる。また、仕上がり外径を小さく出来る。
本発明のコイルによれば、高周波特性および絶縁特性を向上できる。また、小型化することが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例１に係る絶縁電線を示す側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】実施例２に係る絶縁電線を示す断面図である。
【図４】実施例３に係る絶縁電線を示す断面図である。
【図５】実施例４に係る絶縁電線を示す断面図である。
【図６】実施例５に係る絶縁電線を示す断面図である。
【図７】実施例６に係る絶縁電線を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００２１】
−実施例１−
図１は、実施例１に係る絶縁電線１０１を示す側面図である。図２は、図１のＡ−Ａ’断面図である。
この絶縁電線１０１は、断面輪郭が非円形の７本のエナメル線４が平行に集合して全体の断面輪郭が円形になった集合線１１と、集合線１１を束ねるように集合線１１の外周に絶縁テープを巻回してなる第１絶縁被覆１と、第１絶縁被覆１に絶縁テープを巻回してなる第２絶縁被覆２と、第２絶縁被覆２に絶縁テープを巻回してなる第３絶縁被覆３とを具備してなる。
エナメル線４は、銅線４ａの外周にエナメル層４ｂを焼き付けたものである。
【００２２】
具体例を示すと、絶縁電線１０１の外径は０．６９ｍｍ、導体断面積は０．１９１平方ｍｍ、絶縁テープはポリエステルフィルムである。
【００２３】
絶縁電線１０１は、例えば、外径０．２１ｍｍの断面輪郭が円形の銅線に耐熱ウレタン樹脂を膜厚１．５μｍに焼き付けたエナメル線を７本平行に集合させ口径０．５１ｍｍの円形ダイスを通して圧縮して集合線１１を製造し（圧縮工程）、その集合線１１の外周にテープ巻きを３段階に行う（テープ巻工程）ことにより、連続的に製造しうる。
【００２４】
実施例１の絶縁電線１０１によれば次の効果が得られる。
（１）同一の導体断面積をもつ単線に比べて高周波損失を低減できる。
（２）３層の絶縁被覆１，２，３を有し、絶縁特性に優れている。
（３）絶縁テープを巻くことにより圧縮された集合線１１のバラケを防止できる。
（４）エナメル線４を撚らずに平行に束ねるため、撚った場合よりも外形を小さく出来る。また、線長を短縮できる。さらに、直流抵抗を低減できる。
（５）複数本のエナメル線４を撚る場合、その撚り加工工程は、圧縮工程やテープ巻工程と比べて加工線速が遅いため、生産性が悪くなり、製造コストを押し上げる要因となるが、その撚り加工工程を必要としないので、生産性を向上でき、製造コストを低減することが出来る。
【００２５】
−実施例２−
図３は、実施例２に係る絶縁電線１０２を示す断面図である。
この絶縁電線１０２は、断面輪郭が非円形の７本のエナメル磁性線５が平行に集合して全体の断面輪郭が円形になった集合線１２と、集合線１２を束ねるように集合線１２の外周に絶縁テープを巻回してなる第１絶縁被覆１と、第１絶縁被覆１に絶縁テープを巻回してなる第２絶縁被覆２と、第２絶縁被覆２に絶縁テープを巻回してなる第３絶縁被覆３とを具備してなる。
エナメル磁性線５は、銅線４ａの外周に軟磁性層５ａを形成し、その外周にエナメル層４ｂを焼き付けたものである。
【００２６】
具体例を示すと、軟磁性層５ａは、圧縮工程での圧縮変形や伸張変形に追従しやすいニッケルまたはニッケル合金である。軟磁性層５ａの厚さは例えば１．５μｍである。
【００２７】
実施例２の絶縁電線１０２によれば、実施例１の絶縁電線１０１の効果に加えて、軟磁性層５ａの磁気シールド効果により高周波損失をさらに低減できる。
【００２８】
−実施例３−
図４は、実施例３に係る絶縁電線１０３を示す断面図である。
この絶縁電線１０３は、断面輪郭が非円形の１本の裸銅線６の周りに断面輪郭が非円形の６本のエナメル線４を平行に集合して全体の断面輪郭が円形になった集合線１３と、集合線１３を束ねるように集合線１３の外周に絶縁テープを巻回してなる第１絶縁被覆１と、第１絶縁被覆１に絶縁テープを巻回してなる第２絶縁被覆２と、第２絶縁被覆２に絶縁テープを巻回してなる第３絶縁被覆３とを具備してなる。
【００２９】
実施例３の絶縁電線１０３によれば、実施例１の絶縁電線１０１の効果に加えて、裸銅線６を用いるため、全てをエナメル線４とするよりもコストを低減できる。
【００３０】
−実施例４−
図５は、実施例４に係る絶縁電線１０４を示す断面図である。
この絶縁電線１０４は、断面輪郭が非円形の１本のエナメル磁性線５の周りに断面輪郭が非円形の３本のエナメル磁性線５および断面輪郭が非円形の３本の錫メッキ銅線７を平行に集合して全体の断面輪郭が円形になり且つ錫めっき銅線７同士が隣接しない配置になった集合線１４と、集合線１４を束ねるように集合線１４の外周に絶縁テープを巻回してなる第１絶縁被覆１と、第１絶縁被覆１に絶縁テープを巻回してなる第２絶縁被覆２と、第２絶縁被覆２に絶縁テープを巻回してなる第３絶縁被覆３とを具備してなる。
【００３１】
実施例４の絶縁電線１０４によれば、実施例３の絶縁電線１０３の効果に加えて、錫めっき銅線７を用いるため、半田付け性を向上することが出来る。
【００３２】
−実施例５−
図６は、実施例５に係る絶縁電線１０５を示す側面図である。
この絶縁電線１０５は、断面輪郭が非円形の７本のエナメル線４が平行に集合して全体の断面輪郭が円形になった集合線１１と、集合線１１を束ねるように集合線１１の外周に絶縁テープを巻回してなる第１絶縁被覆１と、第１絶縁被覆１の外周を樹脂押出しにより被覆してなる第２絶縁被覆２’と、第２絶縁被覆２’の外周を樹脂押出しにより被覆してなるに第３絶縁被覆３’とを具備してなる。
【００３３】
実施例５の絶縁電線１０５によれば、実施例３の絶縁電線１０３の効果に加えて、巻線性を向上することが出来る。
【００３４】
−実施例６−
図７は、実施例６に係る絶縁電線１０６を示す断面図である。
この絶縁電線１０６は、実施例５の絶縁電線１０５の最外周に自己融着層９を形成したものである。
【００３５】
実施例６の絶縁電線１０６によれば、実施例５の絶縁電線１０５の効果に加えて、コイル化したときの形状保持性を向上することが出来る。
【００３６】
−実施例７−
実施例１〜実施例６の各要素を適宜組み合わせてもよい。例えば、実施例１の第３絶縁被覆３の外周に自己融着層９を設けてもよい。また、実施例３の裸銅線６の代わりに錫めっき銅線を用いてもよい。
【００３７】
−実施例８−
実施例１に係る絶縁電線１０１（導体断面積０．１９１平方ｍｍ、外径０．６９ｍｍ）を巻回し、巻数５２ターン、コイル長５ｍｍ、コイル内径２０ｍｍの空芯コイルを製作した。
この空芯コイルのコイル層数は７層、コイル外径は３０ｍｍ、コイル直流抵抗は０．３６０Ω、１００ｋＨｚでの実効抵抗は０．８２Ω、２００ｋＨｚでの実効抵抗は２．１７Ωであった。
【００３８】
−比較例１−
外径０．５ｍｍの断面輪郭が円形の銅線の外周にテープ巻きを３段階に行って単線（導体断面積０．１９６平方ｍｍ、外径０．６８ｍｍ）を製作した。この単線を巻回し、巻数５２ターン、コイル長５ｍｍ、コイル内径２０ｍｍの空芯コイルを製作した。
この空芯コイルのコイル層数は７層、コイル外径は３０ｍｍ、コイル直流抵抗は０．３５５Ω、１００ｋＨｚでの実効抵抗は２．７６Ω、２００ｋＨｚでの実効抵抗は５．７０Ωであった。
実施例８のコイルは、比較例１のコイルと外径寸法は同一ながら高周波特性に優れている。
【００３９】
−比較例２−
外径０．２ｍｍの断面輪郭が円形の銅線に耐熱ウレタン樹脂を膜厚１．５μｍに焼き付けたエナメル線を７本撚って集合線を製作し（撚り加工工程）、その集合線の外周にテープ巻きを３段階に行ってリッツ線（導体断面積０．２２０平方ｍｍ、外径０．８４ｍｍ）を製作した。このリッツ線を巻回し、巻数５２ターン、コイル長５ｍｍ、コイル内径２０ｍｍの空芯コイルを製作した。
この空芯コイルのコイル層数は９層、コイル外径は３５ｍｍ、コイル直流抵抗は０．３４１Ω、１００ｋＨｚでの実効抵抗は０．７８Ω、２００ｋＨｚでの実効抵抗は２．０２Ωであった。
実施例８のコイルは、比較例２のコイルと高周波損失は略同等ながら小型化に優れている。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の絶縁電線およびコイルは、スッチング電源のトランスや、非接触給電装置のコイルや、モータなどに利用することが出来る。
【符号の説明】
【００４１】
１                      第１絶縁被覆
２，２’                第２絶縁被覆
３，３’                第３絶縁被覆
４                      エナメル線
４ａ                    銅線
４ｂ                    エナメル層
５                      エナメル磁性線
５ａ                    軟磁性層
６                      裸銅線
７                      錫めっき銅線
７ａ                    錫めっき層
９                      自己融着層
１１〜１４              集合線
１０１〜１０６          絶縁電線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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