(57)【要約】【課題】コイルの隣接する巻線間の接着力を向上させるための電線を提供する。【解決手段】本発明の電線は、略四角形である断面形状を有する導線を有する。前記電線は、前記導線の長手方向に沿って前記四角形の対角線上に対向するように配置された第一窪み及び第二窪みをさらに有する。接着剤で充填された接着剤ポケットのサイズは、対角線上に対向する前記角部の前記第一窪みおよび第二窪みのそれぞれに適合するように配置される。【選択図】図１９
2019140087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略四角形の断面形状を有する導線と、
前記導線の長手方向に沿って、前記四角形の角部において設けられる第一窪みと、
前記導線の長手方向に沿って、前記第一窪みに対して対角線上に対向するように設けられる第二窪みと、
接着剤で充填され、サイズは対角線上に対向する前記角部の前記第一窪みおよび第二窪みのそれぞれに適合するように配置される接着剤ポケットと、
を備えることを特徴とする電線。
【請求項２】
前記導線の長手方向に沿って配置され、前記第一窪みおよび第二窪みと、他の対角線上に対向する二つの角部と、導線のすべての側面と、を含む前記導線の外面を全体的に覆う絶縁体シースと、を更に備える請求項１に記載の電線。
【請求項３】
前記絶縁体シースは、合成樹脂で構成される請求項２に記載の電線。
【請求項４】
前記絶縁体シースの表面全体に接着剤を塗布する請求項２に記載の電線。
【請求項５】
前記絶縁体シースの表面全体に塗布された前記接着剤は、前記接着剤ポケット内の接着剤と同一である請求項４に記載の電線。
【請求項６】
前記絶縁体シースの表面全体に塗布された前記接着剤は、前記接着剤ポケット内の接着剤と異なる請求項４に記載の電線。
【請求項７】
前記接着剤は、ポリイミド樹脂の混合物またはエポキシ樹脂の混合物を含む接着性樹脂組成物を有する請求項１に記載の電線。
【請求項８】
前記導線は、アルミニウムを含む材料で構成される請求項１に記載の電線。
【請求項９】
略四角形の断面形状を有する導線と、
前記導線の長手方向に沿って、前記四角形の角部において設けられる第一窪みと、
前記導線の長手方向に沿って、前記第一窪みに対して対角線上に対向するように設けられる第二窪みと、
絶縁体で充填され、サイズは対角線上に対向する前記角部の前記第一窪みおよび第二窪みのそれぞれに適合するように配置される絶縁体ポケットと、
を備えることを特徴とする電線。
【請求項１０】
前記導線の長手方向に沿って配置され、前記第一窪みおよび第二窪みと、他の対角線上に対向する二つの角部と、導線１のすべての側面と、を含む導線１の外面を全体的に覆う絶縁体シースと、を更に備える請求項９に記載の電線。
【請求項１１】
前記絶縁体シースは、前記絶縁体ポケット内の絶縁体と同一である請求項１０に記載の電線。
【請求項１２】
前記絶縁体シースは、前記絶縁体ポケット内の絶縁体と異なる請求項１０に記載の電線。
【請求項１３】
前記絶縁体シースの表面全体に接着剤を塗布する請求項１０に記載の電線。
【請求項１４】
前記接着剤は、ポリイミド樹脂の混合物またはエポキシ樹脂の混合物を含む接着性樹脂組成物を有する請求項１３に記載の電線。
【請求項１５】
前記導線は、アルミニウムを含む材料で構成される請求項９に記載の電線。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれか一つに記載の電線を備え、ボビンに巻回された前記電線は、断面図における四角形の角部が次の四角形の角部に隣接するようさせることを特徴とするコイル。
【請求項１７】
四角形の対角線上に対向する角部の一つの前記接着剤ポケットは、次の四角形の接着剤ポケットに隣接し、隣接する四本の導線の全てに一本の導線が取り付けられる請求項６に記載のコイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１８年７月６日に出願された同時係属中の米国特許出願第１６／０２９，４５５号を基礎としたパリ条約に基づく優先権を主張する。当該出願は、２０１８年２月１３日に出願された同時係属中の出願第１５／８９５，９０３号の一部継続出願である。当該同時係属中の出願は、２０１５年９月１１日に出願された米国特許出願第１４／８５２，２４４号（現在、米国特許第ＲＥ４６，８５０号）の継続的な再発行出願であり、当該特許出願は、２０１４年１１月４日に最初に発行された米国特許第８，８７８，０６８号の再発行出願である。
【０００２】
本発明は、高周波電流または高圧大電流の印加、または高温で電流を流すことに最適な電線に関する。
【背景技術】
【０００３】
電気自動車が実用化されている。電気自動車は、高周波電流（例えば２００ｋＨＺ）が流れるコイルを有するモーターを備えることが知られている。このタイプのモーターは大量の電力を消費するため、高電圧の大電流をコイルに流す必要がある。しかし、モーターはバッテリから供給される電力によって駆動されるため、モーターの消費電力を削減する必要がある。そして、表皮効果によって、導線の表面に電流が集まるため、電流が導線に流れるときに高周波電流の損失が大きいことは知られている。よって、導線の実効抵抗が増加し、電力の損失も増加する。さらに悪いことに、モーターが動作している間に、このモーターの温度が高くなる（例えば１００〜２００℃）。このような温度では、従来の電線の抵抗は、望ましい範囲よりも高くなる。従って、同じ動力を発生させるため、より高い電圧をモーターに印加しなければならない。これにより、モーターの電力消費が益々大きくなる。
【０００４】
通常、リッツ線は、表皮効果による電気損失を削減するために使用されている。このリッツ線は、絶縁体で被覆された束ねられた複数の小径線から構成されている。これにより、リッツ線の表面積が向上する。しかし、リッツ線は小さな線の束であり、リッツ線がコイルに巻かれたときに、くしゃくしゃになるため、コイルの大きさや形状をきちんと均一にすることは困難である。したがって、リッツ線から作られたコイルの特性および性能は一貫していない。また、リッツ線を高密度で巻くことが困難であるため、小型で高性能なリッツ線からコイルを作ることは困難である。さらに悪いことに、構成する各導線の直径が小さいため、リッツ線は高電圧の大電流を印加するのに適していない。リッツ線を高電圧の大電流を流すことができるようにするため、各導線は大径でなければならない。これにより、モーターのサイズが大きくなる。さらに、電気自動車に重量を追加し、電力消費を増加させる。
【０００５】
このような問題を解決するため、長手方向の外面に溝を有する導線がある（特開平０５―１５２１８号公報）。この線は、増加した表面積を有する。高周波電流が印加されると、この線は表皮効果による導線の実効抵抗の増加を調整する。しかしながら、温度が高くなると、線の抵抗は依然として大きくなる。したがって、この線は、依然としてモーターの電力消費を削減するのに十分ではない。
【０００６】
近年、携帯電話の電池を充電するための、ワイヤレス電力伝送システムが普及している。このシステムは、将来の電気自動車の充電方法としても期待されている。このシステムは、ワイヤーを接続せずにバッテリを充電することを可能にする。ワイヤレス電力伝送システムは、送信機と受信機とから構成される。充電するため、高周波の高電圧電流がト発信機に印加される。この受信機が十分に接近している（接触または有線でつながることではない）場合、電力は受信機に送信され、受信機に接続された電池は充電される。伝送効率を最大にするため、電線の電気特性（例えば送受信機におけるインピーダンスやインダクタンス）が重要です。現在、メーカーは各自の形式で電力伝送システムを製造している。従って、互換性のある送信機及び受信機を製造するため、各電線を製造業者ごとに改造しなければならない。しかし、各メーカーの電線を開発するには多くの費用がかかるため、電気的特性が容易に減衰するような電線が望まれる。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の一態様は、導線と追加電線とを含む電線である。追加の線は、導線の長手方向に沿ってこの導線に挿入される。
【０００８】
本発明の他の態様は、導線と絶縁体とを含む電線である。導線は、略四角形の断面形状を有する。絶縁体は、四角形の角において、導線の長手方向に沿って配置される。
【０００９】
本発明の他の態様は、導線を含む電線である。２００℃での導線の抵抗は、５０℃での導線の抵抗の１．４２倍以下である。
【００１０】
さらに別の態様では、本発明は、導線と、接着剤が充填された接着剤ポケットとを含む電線を提供する。導線は、略四角形の断面形状を有する。接着ポケットは、四角形の角において、導線の長手方向に沿って配置される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、電線の第一実施態様を示す斜視図である。
【図２】図２は、追加電線が導線に挿入された電線の第一実施態様を示す斜視図である。
【図３】図３は、第一実施態様の第一変形例を示す斜視図である。
【図４】図４は、導線に追加電線を挿入した第一変形例を示す斜視図である。
【図５】図５は、第一実施態様の第二変形例を示す斜視図である。
【図６】図６は、導線に追加電線を挿入した第二変形例を示す斜視図である。
【図７】図７は、電線の第二実施態様を示す斜視図である。
【図８】図８は、第二実施態様の第一変形例を示す斜視図である。
【図９】図９は、第二実施態様の第二変形例を示す断面図である。
【図１０】図１０は、第二実施態様の第三変形例を示す断面図である。
【図１１】図１１は、第二実施態様の第四変形例を示す断面図である。
【図１２】図１２は、第二実施態様の第五変形例を示す断面図である。
【図１３】図１３は、電線の第三実施態様を示す断面図である。
【図１４】図１４は、第三実施態様の第一変形例を示す断面図である。
【図１５】図１５は、第三実施態様の第二変形例を示す断面図である。
【図１６】図１６は、第三実施態様の第三変形例を示す断面図である。
【図１７】図１７は、電線の第四実施態様を示す断面図である。
【図１８】図１８は、図１７に示す電線を収容したコイルの拡大縦断面図である。
【図１９】図１９は、第四実施態様の第一変形例を示す断面図である。
【図２０】図２０は、第四実施態様の第二変形例を示す断面図である。
【図２１】図２１は、第四実施態様の第三変形例を示す断面図である。
【図２２】図２２は、第四実施態様の第四変形例を示す断面図である。
【図２３】図２３は、第四実施態様の第五変形例を示す断面図である。
【図２４】図２４は、電線の第五実施態様を示す断面図である。
【図２５】図２５は、図２４に示す電線を収容したコイルの拡大縦断面図である。
【図２６】図２６は、実施例の電線の温度と抵抗率との関係を示すグラフである。
【図２７】図２７は、温度と電線の抵抗率との関係を示すグラフおよび領域である。
【発明を実施するための態様】
【００１２】
以下、本発明の最適な実施態様について図面を参照しながら説明する。
【００１３】
＜第一実施態様＞
図１に示すように、電線０は、導線１で構成される。その導線１の外面には、長手方向Ｉに窪み２が形成されている。さらに、導線１は、絶縁体シース４で覆われている。
【００１４】
この実施態様では、追加電線３が窪み２に挿入されるように配置される。追加電線３の断面形状は、窪み２の断面形状に適合している。追加電線３は、導電性部材３Ａで構成される。この導電性部材３Ａは、絶縁体シース５によって覆われている。
【００１５】
導線１は、略円形の断面形状を有する。導線１は、銅、アルミニウム、銀または鉄からなることが好ましい。本実施態様では、導線１は、銅を含む導電性材料からなる。銅は高い導電性を有するので、電気損失を効率的に削減する。鉄は不適切な渦電流を相殺するため、鉄を含む電線０をコイルに使用すると、より大きな磁力を発生させることができる。導線１の最適直径Φは、０．２ｍｍ〜５０ｍｍである。
【００１６】
導線１の外面には、複数の窪み２が設けられている。また、図１および図２には、八つの窪み２が設けられている。第一実施態様では、窪み２の断面形状は略楕円形である。この楕円形状は、導線１の表面積を増加させる。これにより、導線１による実効抵抗および電力損失が削減される。ですので、電線０は、負荷の大きさに関わらず、高周波電流を流すのに最適である。また、断面図において、窪み２の底面形状は円形である。電線０に、断面形状が円形の追加電線３を使用した場合には、円形の形状により、追加電線３の窪み２への密着性が向上する。本実施態様では、窪み２の上端部および導線１の外面の端から形成された接合部における角度「α」は９０°以下である。図１に示すように、本実施態様では、窪み２間の導線１の外面の幅Ｄは、窪み２の幅Ｗよりも小さい。この構成により、窪み２間の導線１の部分がより柔軟になる。これにより、追加電線３を窪み２に挿入しやすくなる。
【００１７】
絶縁体シース４は、導線１を覆っている。絶縁シース４は、合成樹脂又はゴム製であることが好ましい。これらの材料は、絶縁シース４を薄くしても優れた電気絶縁性を有する。 さらに、これらの材料は、撥水性および弾性を付与する。したがって、これらの材料からなる絶縁体シース４は、追加電線３を窪み２にしっかりと挿入させることができる。
【００１８】
追加電線３の断面形状は円形である。本実施態様では、窪み２の底面が円形形状であるため、外周が円形形状である追加電線３が窪み２によく適合しているので、追加電線３と窪み２との密着性は改善される。図２に示すように、窪み２の幅は、追加電線３の直径とほぼ同じであることが好ましい。これにより、追加電線３が窪み２から抜けることを効率的に防止することができる。窪み２の深さは、追加電線３の直径とほぼ同じであることが好ましい。これにより、電線０の外表面がよりスムーズになる。したがって、電線０をより緻密に巻回してコイルを形成することができる。追加電線３の導電性部材３Ａは、銅、アルミニウム、銀または鉄であることが好ましい。本実施態様では、導電性部材３Ａは、アルミニウムを含む導電材料で形成されている。アルミニウムは比較的柔軟性があるので、追加電線３を窪み２に入れる方が容易である。また、この実施態様のように、導電性部材３Ａの材料と導線１の材料とが異なる場合には、追加電線３を追加または除去することにより、電線０の電気的特性を調整または変更することが容易である。導電性部材３Ａが鉄である場合には、電線０に発生する不適切な渦電流を相殺し易い。
【００１９】
絶縁体シース５は、導電性部材３Ａを覆っている。この絶縁体シース５は合成樹脂またはゴム製であることが好ましい。これらの材料は、絶縁体シース５を薄くしても優れた電気絶縁性を有する。さらに、これらの材料は撥水性および弾性を付与する。 したがって、これらの材料で作られた絶縁体シース４は、追加電線３を窪み２にしっかりと挿入させることができる。絶縁体シース４と絶縁体シース５は同じ材料からなることが好ましい。これにより、絶縁体シース４と絶縁体シース５との密着性が向上する。
【００２０】
追加の電線３を窪み２内に挿入させるため、窪み２の上に設置された追加電線３は、ローラ等の加圧手段により、長手方向に沿って導線１の中心Ｒに向かって押圧される。これにより、絶縁体シース４および絶縁体シース５の形状がそれぞれの弾性によって変化し、追加電線３の形状と窪み２の形状とが適合になる。図２に示すように、追加電線３は、導線１の外面に突出していないことが望ましい。言い換えれば、電線３の全体が窪み２の内部に収まることが望ましい。これにより、電線０をきれいに整列させることができる。また、導線１と追加電線３との絶縁性を確保しているので、導線１と追加電線３とにより、高周波電流と高電圧電流を安定してかつ効率的に伝導させることができる。他の実施態様では、追加電線３は、接着剤によって窪み２に接着されてもよい。他の実施態様では、追加電線３は、高周波または超音波によって窪み２に溶接されてもよい。さらに、他の実施態様では、追加電線３が窪み２に挿入された後、追加電線３と窪み２との間の隙間に、絶縁体シース５が充填されてもよい。
【００２１】
第一要素の電線０は、上述した構造を有する。窪み２は、長手方向Ｉに沿って導線１の外面に設けられているため、導線１の表面積が増加し、実効抵抗および電力損失が減少する。したがって、負荷の大きさに関わらず、電線０は、自動車のモーター、携帯電話の電池、有機エレクトロルミネッセンス素子や発光ダイオード素子のトランス、ワイヤレス電源に、または上記の装置内で、最適に電流を流すことができる。
【００２２】
また、第一実施態様では、導線１の長手方向Ｉに沿って外面に複数の窪み２が設けられている。窪み２は略楕円形の断面形状を有するため、導線１は、小さくコンパクトな断面積を有する。しかし、導線１の表面積が増大され、その実効抵抗が低減される。したがって、導線１による電力損失が低減される。
【００２３】
電線０を介して、自動車のモーター等の高負荷に電流を供給するため、リッツ線と異なり、導線１の直径を大きくする必要はない。導線１の表面積が大きいため、導線１は、大径化することなく、高周波電流と高電圧大電流を安定して伝送することができる。導線１の直径Φを大きくする必要がないので、モーターをコンパクトにすることができ、自動車の軽量化に寄与する。
【００２４】
本実施態様では、導線１が銅を含む導電材料で構成されているので、導線１の実効抵抗が低減され、電力損失が低減される。これにより、導線１は、高周波電流を効率的に伝送することができる。
【００２５】
本実施態様では、導線１が合成樹脂またはゴム製の絶縁体シース４で覆われているので、導線１は電気的に良好に絶縁されている。
【００２６】
追加電線３を窪み２に設置されることにより、電線０の特性が変更される。自動車メーカーが指定するコード、プラグ、端子を使用して自動車のバッテリーを充電する必要がある場合には、電線０を用いて、電流容量と供給電流を一定にさせ、充電時間を一定にさせることができる。したがって、電線０を使用することにより、数種類の充電器を用意する必要はない。プラグコード端子および充電器が製造業者によって指定された場合には、電線０は、携帯電話の電池を充電するのと同じ利点を提供することができる。
【００２７】
また、窪み２内に追加電線３を挿入することにより、電線０の総面積を大きくすることができる。このため、電線０の実効抵抗が低下され、電力損失も削減される。したがって、負荷の大きさに関わらず、電線０は、自動車のモーターや携帯電話に高周波電流または高電圧大電流を最適に伝送することができる。
【００２８】
実施態様１では、追加電線３が全ての窪み２に挿入されたが、全ての窪み２に追加電線３を充填する必要はない。窪み２に入れた追加電線３の本数は、必要に応じて調整される。電線０は、追加電線３の本数を変更しやすいので、インピーダンスやインダクタンス等の電線０の電気特性を調整することは容易である。 したがって、電線０の電気的特性は、様々な製造者が提供するワイヤレス電力伝送システムに対して容易に設定される。
【００２９】
追加電線３は、合成樹脂またはゴム製の絶縁体シース５で覆われているので、電気的に絶縁されている。このため、電線０は、全体として優れた絶縁特性を有し、電線０は高い安全性を有する。
【００３０】
＜第一変形例＞と＜第二変形例＞
図３及び図４は、第一実施態様の第一変形例を示す。第一変形例では、長手方向Ｉに沿って、導線１の外面に、断面形状が略円形の一つの窪み２が配置されている。図５及び図６は、第一実施態様の第二変形例を示す。第二変形例では、長手方向Ｉに沿って、導線１の外面に、二つの窪み２が左右対称に配置されている。二つの追加電線３が窪み２に挿入されている。
【００３１】
これらの変形例においても、導線１の表面積が増大される。ですので、断面積が小さく、導線１がコンパクトであっても、その実効抵抗及びその電力損失が削減される。したがって、電線０は、負荷の大きさに関わらず、自動車のモーターや携帯電話に高周波電流または高電圧大電流を最適に転送することができる。また、電線０は、リッツ線と異なり、導線の直径Φを大きくすることなく、安定して高周波高圧電流を転送することができる。したがって、モーターの消費電力を削減することができ、モーターの小型化を図ることができる。これにより、自動車が重くなるのを防ぐことができる。自動車メーカーが指定するコード、プラグ、端子を使用して自動車のバッテリーを充電する必要がある場合には、電線０を用いて、電流容量と供給電流を一定にさせ、充電時間を一定にさせることができる。したがって、電線０を使用することにより、数種類の充電器を用意する必要はない。プラグコード端子および充電器が製造業者によって指定された場合には、電線０は、携帯電話の電池を充電するのと同じ利点を提供することができる。
【００３２】
＜第二実施態様＞
図７は、本発明の第二実施態様を示す。第二実施態様では、導線１の断面形状が略正方形である。そして、窪み２の断面形状は略半楕円形である。図８は、第二実施態様の第一変形例を示す。第一変形例では、導線１の断面形状が略正方形である。また、窪み２の断面形状は略正方形である。同様に、追加電線３の断面形状も略正方形である。追加電線３の断面形状が四角形であると、この追加電線３を窪み２に挿入した後、電線の外面を平らにする方が容易である。この点、追加電線３の高さは、窪み２の深さとほぼ同じであることが望ましい。また、追加電線３の幅は、窪み２の幅とほぼ同じであることが望ましい。これにより、追加電線３が窪み２から脱落するのをより効果的に防止することができる。本実施態様では、窪み２の先端と、導線１の外面の端部とのなす接合部における角「α」は、およそ９０°である。この角度は、追加電線３が窪み２から外れるのをより困難になる。第一変形例では、窪み２の側壁と、窪みの底面とがなす接合部における角度「β」も、およそ９０°である。この角度は、追加電線３を窪み２に容易に挿入することと、追加電線３が窪み２から外れないようにすることとのバランスが良好である。図８に示すように、第一変形例では、窪み２の間の導線１の外面の幅Ｗは、窪み２の幅Ｄより小さい。断面形状が長方形の導線１は、例えば、日本特許第３５２３５６１号および日本特許第３３９０７４６号を参照して製造されることができる。
【００３３】
第二実施態様では、導線１が略正方形状であるため、導線１の外面に多数の窪み２を形成することができるので、より多くの追加電線３を配置することができる。ですので、電線０は、より大きな電流でも転送することができる。また、電線０は正方形であるため、充填率を大きくすることができる。言い換えると、電線０は、より少ないデッドスペースで、より密に空間を埋めることができる。窪み２の断面形状は略楕円形であるため、断面積を小さくして導線１の表面積を大きくされる。導線１に追加電線３を追加することにより、電線０の電気的特性を容易に変更することができる。自動車メーカーが指定するコード、プラグ、端子を使用して自動車のバッテリーを充電する必要がある場合には、電線０を用いて、電流容量と供給電流を一定にさせ、充電時間を一定にさせることができる。したがって、電線０を使用することにより、数種類の充電器を用意する必要はない。プラグコード端子および充電器が製造業者によって指定された場合には、電線０は、携帯電話の電池を充電するのと同じ利点を提供することができる。
【００３４】
図９は、第二実施態様の第二変形例を示す。図１０は、第二実施態様の第三変形例を示す。図１１は、第二実施態様の第四変形例を示す。図１２は、第二実施態様の第五変形例を示す。第二〜第五の実施態様の導線１は、長方形の断面形状を有する。図９に示す第二変形例では、断面図における導線１の各短辺側において、断面形状が略半楕円形状の窪み２が設けられている。そして、各窪み２には、円形である断面形状がある追加電線３が挿入されている。図１０に示す第三変形例では、断面図における導線１の一つの長辺側において、断面形状が略半楕円形状の三つの窪み２が設けられている。そして、各窪み２には、円形である断面形状がある追加電線３が挿入されている。図１１に示す第四変形例では、断面図における導線１の各短辺側において、断面形状が略正方形の窪み２が設けられている。そして、各窪み２には、正方形である断面形状がある追加電線３が挿入されている。図１２に示す第五変形例では、断面図における導線１の一つの長辺側において、断面形状が略正方形の三つの窪み３が設けられている。 そして、各窪み２には、正方形である断面形状がある追加電線３が挿入されている。
【００３５】
第二〜第五の実施態様の導線１は、第一実施態様と同様の効果を有する。 また、第二〜第五の実施態様の導線１は、第一実施態様の導線１より大きな充填率を有する。図９及び図１１に示す電線０は、電線０の長辺方向（図９及び図１１の左右方向）に折り曲げたときに特に柔軟性がある。図１０及び図１２に示すように、電線０を対象物に乗せて、窪み２が形成された導線１の外表面がこの対象物の表面と接触するときに、追加電線３が窪み２から外れないように極めて安定させる。
【００３６】
上記実施態様では、一つの窪み２に１本の追加電線３が配置された。他の実施態様では、一つの窪み２に複数の追加電線３が配置されてもよい。さらに、これら複数の追加電線３を束ねてもよい。このような構成により、高充填率が実現され、このような電線０は、リッツ線とは異なり、高周波の大電流を伝送するために大径化する必要がない。したがって、このような電線０は、大きな電力損失を生じることなく、安定して高周波電流および高電圧大電流を伝送することができる。導線１の直径Φを大きくする必要がないので、モーターを小型化することができ、自動車の軽量化に寄与する。
【００３７】
窪み２内に追加電線３を入れることにより、電線０の特性を変更することもできる。自動車メーカーが指定するコード、プラグ、端子を使用して自動車のバッテリーを充電する必要がある場合には、電線０を用いて、電流容量と供給電流を一定にさせ、充電時間を一定にさせることができる。したがって、電線０を使用することにより、数種類の充電器を用意する必要はない。プラグコード端子および充電器が製造業者によって指定された場合には、電線０は、携帯電話の電池を充電するのと同じ利点を提供することができる。
【００３８】
上記実施態様では、導線１は銅で、導電部材３Ａはアルミニウムで構成された。 他の好ましい実施態様では、導線１は銀またはアルミニウムで、導電性部材３Ａを銅で構成されることができる。このような電線０は、高周波電流の導電性にも優れている。また、電線０の電気的特性を調整することは容易である。他の実施態様では、導線１は銅、アルミニウムまたは銀から形成されることができる。また、導電部材３Ａは銅、アルミニウムまたは銀から形成されることができる。さらに、導線１および導電部材３Ａは、他の導電性材料で形成されてもよい。
【００３９】
上記実施態様では、導線１の断面形状は略円形、略正方形または略長方形である。ただし、このような形状は、任意の四角形を含む任意の形状に変更することができる。上記実施態様における窪み２の断面形状は、略半楕円形または略正方形であある。ただし、このような形状は、任意の形状に変更することができる。また、追加電線３の断面形状は、円形や正方形以外の形状であればよい。 また、窪み２および追加電線３の数は、上記実施態様以外の任意の数に設定することができる。同様に、導線１、窪み２および追加電線３のサイズまたは直径Φは、実際の使用に応じて変更することができる。
【００４０】
＜第三実施態様＞
ここで、上述の実施態様と同様の説明を省略し、主に異なる事項について説明する。図１３は、電線の第三実施態様を示す。同図に示すように、電線０は、導線１で構成されている。導線１は、略円形である断面形状を有する。導線１上には、この導線１の長手方向に沿って窪み２が形成されている。
【００４１】
窪み２には、追加電線３が挿入されている。これにより、追加電線３が、電線１の長手方向に沿って電線１に設けられている。追加電線３は、導電部材３Ａで構成されている。本実施態様では、導電部材３Ａが導線１に直接で接触している。また、本実施態様では、導線１は導電部材３Ａと異なる材料で形成されている。本発明者は、導線１を構成する材料と異なる材料からなる追加電線３を導線１内に埋め込むと、得られる電線０は、従来の電線よりも電線０の抵抗が徐々に小さくなる特性を有する。すなわち、導線０の温度が上昇すると、導線０の抵抗の上昇が抑制される。したがって、本実施態様の導線０は、１００〜２００℃のような高温では、比較的に低い抵抗を有する。したがって、例えば、電線０でモーターを作った場合には、モーターの温度が上昇した後、このモーターはより低い電圧で同じ電力を発生することができる。つまり、モーターの温度が上昇した後、電線０を有するモーターの消費電力がより少なくなる。したがって、電線０を有するモーターを備える電気自動車は、従来のモーターを備える電気自動車よりも長い距離を走行することができる。本発明者は、電線０の抵抗の上昇を抑制する原因が不明であるが、温度に応じて、電線０内の最適な場所に選択的に電気が流れることができると推測している。
【００４２】
上記の利点をより良好に得るためには、導線1と導電部材３Ａとは、銅またはアルミニウム（互いに異なる材料であれば良い）を含む材料からなることが好ましい。導線１はアルミニウムを含む材料からなり、導電部材３Ａは銅を含む材料からなることがより好ましい。本発明者は、導線１と導電部材３Ａの材料を、この組み合わせとすることで、温度上昇による抵抗の上昇を最も効果的に抑制させることを判明した。
【００４３】
他の実施態様において、導電部材３Ａは、この導電部材３Ａを構成する材料と異なる導電材料で覆われてもよい。これにより、電線０の抵抗も小さくすることができる。塗料としては銀が適している。導電部材３Ａとしては、銀メッキ銅線が特に好適である。
【００４４】
図１３に示すように、追加電線３が埋め込まれた導線１は、絶縁体シース４で覆われている。
【００４５】
高温になるモーターに、電線０を使用するため、この電線０が以下の特性を満たすことが好適である。まず、２００℃における電線０の抵抗は、５０℃における電線の抵抗の１．４２倍の以下である。このような電線を含むモーターの消費電力は、モーターの温度が高くなってもあまり増加しない。特に限定されないが、抵抗の下限値は、１．００倍とすることができる。また、電線０の抵抗値を５０℃〜２００℃の１０℃毎に測定し、５０℃で測定した抵抗値に対する抵抗値の比をプロットして、Ｘ軸は温度（℃）、Ｙ軸は抵抗比を表し、傾きは０．００２８以下であることが望ましい。電線０の温度が高くなっても、この電線０の抵抗はあまり増加しない。傾きは、例えば線形回帰によって得られる。特に限定されないが、傾きの下限値は、０．００００とすることができる。また、電線０の抵抗値を５０℃、または６０℃〜２００℃のある温度で測定し、電線の抵抗値の増加率を温度に対してプロットした場合には、電線の抵抗上昇は、図２７に示す斜線部の内側にあることを示されるとより好ましい。このような電線０は、高温では比較的低い抵抗値を有する。したがって、このような電線０は、温度が高くなるモーターや電気機器に非常に適している。次の式は、図２７に示す斜線部を表している。
Ｒ  ≦  ０．００２８ｔ  ＋  ０．８６
ここで、ｔは、電線の抵抗を測定する温度（℃）である。Ｒは５０℃で測定した抵抗値に対する測定温度における抵抗値の比である。
電線０の抵抗値を５０℃〜２００℃の１０℃毎に測定したときに、電線０の抵抗値が上記の式を満たすことが最適である。このような電線０は、広い温度範囲内で、比較的に低い抵抗値を有する。したがって、このような電線０を含むモーターの消費電力は、広い温度範囲内でより一貫している。限定されないが、当該式は「１≦Ｒ≦０．００２８ｔ  ＋  ０．８６」として設定することができる。本実施態様では、上記好ましい値、傾き、面積および式は、電線０に適用するだけでなく、他の電線にも適用することが言うまでもない。
【００４６】
＜変形例＞
図１４は、第三実施態様の第一変形例を示す。この図に示すように、導線１、窪み２および追加電線３は、正方形である断面形状を有する。正方形の形状は、デッドスペースを削減させ、接触面積を増加させるのが容易である。窪み２及び追加電線３は、断面形状が正方形であるため、電線１の内部のデッドスペースが削減され、追加電線３と導線１との接触面積が増加される。また、第一変形例の電線０でコイルを巻くと、電線０がより緻密に詰まってしまう。図１５は、第三実施態様の第二変形例を示す。第二変形例の電線０は、長方形である断面形状を有する。窪み２および追加電線３は、長方形の一つの長辺に配置される。図１６は、第三実施態様の第三変形例を示す。第三変形例の電線０は、長方形である断面形状を有する。二つの窪み２と二つの追加電線３が互いに対向するように、長方形の各短辺に窪み２と追加電線３が配置される。これらの電線０の利点は、前述したものと同じである。
【００４７】
＜第四実施態様＞
図１７は、電線の第四実施態様を示す。ここで、上述の実施態様と同様の説明を省略し、主に異なる事項について説明する。同図に示すように、電線０は、電線１で構成されている。電線１は、略正方形である断面形状を有する。導線１の各角部は、導線１の長手方向に沿って切り欠かれている。これにより、導線１の各角部には、導線１の長手方向に沿って窪み（カットアウト）７が形成されている。窪み７は、正方形である断面形状を有する。窪み７には、絶縁体６が配置されている。言い換えれば、窪み７は絶縁体６で充填されている。また、絶縁体６は、正方形である断面形状を有する。導線１の外面は絶縁体シース４で覆われている。
【００４８】
本発明者は、四角形の断面形状を有する電線が、緻密に詰まった場合に、主に電線の角部で放電が発生することを判明した。さらに、本発明者は、絶縁体を電線の長手方向に沿って四角形の角部に配置すれば、放電が効果的に防止されることを判明した。このように、電線０が緻密に詰まっても、本実施態様の電線０は、放電を効果的に防止することができる。このため、電線０でコイルを巻くと、このコイルにより高い電圧を印加することができる。
【００４９】
絶縁物６の幅Ｗ１は、導線１の幅Ｗ２の三分の一以下であっても、放電を良好に防止することができる。絶縁物６の幅Ｗ１を導線１の幅Ｗ２の三分の一以下にしても、導線１の断面積が小さくなりすぎずに導線１が大電流を伝送することができる。同様の理由により、窪み７の幅Ｗ１は、導線１の幅Ｗ２の三分の一以下であることが好ましい。
【００５０】
絶縁体６は合成樹脂で構成されることが好ましい。絶縁体６が薄くても、合成樹脂は優れた絶縁性を提供できる。さらに、合成樹脂は数多くの金属とよく付着できる。
【００５１】
絶縁体シース４は、絶縁体６の材料と同じ材料でも異なった材料でもよいが、絶縁体シース４が絶縁体６の材料と同じ材料で作られていれば、絶縁体６と絶縁体シース４との密着性が向上される。
【００５２】
図１８は、コイルの一部を示しており、電線０が最適な配置で巻かれている。 この図は、コイルの拡大縦断面図を示す。具体的には、円筒状ボビン１１の外面に電線０を巻回できる。コイル１０を円筒状ボビン１１の長手方向で切断され、一端部を拡大された後、コイル１０は、図１８に示すようになる。この図において、左右方向は円筒ボビン１１の長手方向であり、上方向は円筒ボビン１１の円周方向であり、下方向は円筒ボビン１１の中心方向である。便宜上、 図１８の左右方向を前後方向、上下方向を周方向と呼ぶ。
【００５３】
図１８に示すように、電線０は、長手方向および周方向の両方において一つのライン上に整列するように配置されている。すなわち、電線０は、断面図において、行列の並びを形成する。図１８に示すように、電線０の各辺は、長手方向および周方向のいずれの方向にも一列に配置されている。したがって、一つの正方形の一つの角は、次の三つの正方形の一つの角と隣接する。言い換えれば、四角形のエッジによって形成されたグリッドの接合部に、四つの角部が集まっている。この構成では、四つの絶縁体６が接合部で互いに隣接するようになる。したがって、電線０の角部からの放電を効果的に防止することができるので、コイル１０により高い電圧を印加することができる。これにより、コイル１０をモーターに使用すると、より大きな電力を発生させることができる。また、線密度が高いため、コイル１０をコンパクトにさせることができ、十分なインダクタンスを得ること、または十分な磁力を発生させることができる。
【００５４】
＜変形例＞
図１９は、第四実施態様の第一変形例を示す。この図に示すように、電線０では、窪み２と導線１の外面とを充填する絶縁体６が一体に形成される。つまり、本変形例では、絶縁体シース４が絶縁体６に一体化されているので、電線０の製造工程がより簡単になる。
【００５５】
図２０は、第四実施態様の第二変形例を示す。第二変形例の電線０は、長方形である断面形状を有する。導線１の断面形状が長方形である場合に、導線１の幅Ｗ２は、導線１の長辺を基にすることができる。
【００５６】
図２１は、第四実施態様の第三変形例を示す。この図に示すように、導線１の各角部には、導線１の長手方向に沿って窪み７が形成されている。また、正方形のエッジには、窪み２が形成されている。これらの窪み２の位置は、ほぼエッジの中央部分で角から離れている。窪み７には、絶縁体６が配置されている。窪み２には、追加電線３が配置されている。したがって、本変形例の電線０では、高温での抵抗の上昇がよく抑制される。また、電線０の角部からの放電もよく防止される。このため、高温で、本変形例の電線０を含むモーターは、消費電力の上昇を効果的に抑制することができるだけでなく、モーターにも高電圧を印加することができる。したがって、このようなモーターは、高温で比較的低い電力消費で大きな機械的出力を生成することができる。
【００５７】
図２２は、第四実施態様の第四変形例を示す。この図に示すように、全ての窪み２及び７、並びに追加電線３及び絶縁体６は、正方形である断面形状を有する。この例のように、窪み２と窪み７の断面形状が類似していれば、窪みを形成する工程がより簡単になる。
【００５８】
図２３は、第四実施態様の第五変形例を示す。第四変形例の電線０は、長方形である断面形状を有する。窪み７および絶縁体６は、長方形のすべての角部に配置される。窪み２および追加電線３は、長方形の一つの長辺に配置される。電線０の利点は、前述の利点の組み合わせである。
【００５９】
上記の実施態様では、四角形は長方形または正方形である。他の実施態様では、四角形は長方形または正方形以外の四角形形状でもよい。他の実施態様では、絶縁体６は、四角形の一つ、二つまたは三つの角部に配置されてもよい。他の実施態様では、窪み７および絶縁体６の断面形状は、円形のような他の形状であってもよい。
【００６０】
＜第五実施態様＞
図２４は、本発明の第五実施態様を示す電線の横断面図である。上述の実施態様（実施態様４）と同様に、電線０は、略正方形の断面形状を有する導線１で構成されている。導線１は、銅、アルミニウム、銀または鉄からなることが好ましい。好ましい実施態様では、導線１は、アルミニウムを含む材料で作られる。この図に示すように、導線１の長手方向に沿って、対角線上に対向する角部に二つの窪み７が形成されている。各窪み７の断面形状は、四分の一の楕円形である。導線１の外面には、絶縁体シース４が覆われている。この絶縁体シース４は、導線１の長手方向に沿って配置されることにより、対角線上に対向する二つの角部における窪み７と、他の対角線上に対向する二つの角部と、導線１のすべての側面と、を含む導線１の外面が全体的に覆われる。上記実施例と同様に、絶縁体シース４の厚みによらず、絶縁体シース４は電気絶縁性に優れた合成樹脂またはゴムで構成されるためである。
【００６１】
好ましい実施態様では、導線１の長手方向に沿って、絶縁体シース４の表面全体に接着剤６を塗布する。絶縁体シース４の表面全体を覆うように接着剤６を塗布する。さらに、接着剤６で充填された接着剤ポケットのサイズは、二つの窪み７のそれぞれに適合するように配置される。以下により詳細に説明するように、この配置は、電線０がコイルとして巻かれたとき、隣接する電線間の接着性を大幅に改善することを可能にする。この実施形態では、形成された接着剤ポケットは、接着剤６で充填されて窪み７内に配置されるときに、図２４に示すように、電線０の断面形状はほぼ完璧な正方形である。
【００６２】
接着剤６は、接着性樹脂組成物で構成される。接着性樹脂組成物の例として、ポリイミド樹脂の混合物とエポキシ樹脂の混合物を挙げることができる。ある実施態様では、絶縁体シース４の表面に塗布される接着性樹脂組成物は、接着剤ポケットを充填するために使用される接着性樹脂組成物と同じである。別の実施態様では、絶縁体シース４の表面に塗布される接着性樹脂組成物は、接着剤ポケットを充填するために使用される接着性樹脂組成物とは異なる。
【００６３】
次に、図２５を参照すると、図２４の電線を含むコイルの拡大縦断面図が示されている。この図は、コイル１０とするボビン（図示せず）の外面に、電線０を巻回した状態を示している。電線０をボビンに巻回してコイルを形成すると、一つの正方形の角部に一つの接着剤ポケットが存在することにより、次の三つの正方形の一つの角部にその角部を取り付けることができ、それによりコイルの接着性が改善される。言い換えれば、四つの別個の四角形の四つのエッジによって形成されたグリッドの接合部で、集まっている四つの角部の間の接着性が改善される。対角線上に配置された対向する二つの接着剤ポケットが設けられている場合に、接合部で集まっている四つの角部は、二つの別個の四角形に配置される二つの接着剤ポケットを介して取り付けられる。この配置は、グリッドの任意の接合部に形成される四つの隣接する導線の四つの角部間の接着性を、さらに改善することを可能にする。
【００６４】
絶縁体シース４の表面全体に塗布された接着剤に加えて、導線１の対角線上に対向する角部に二つの接着剤ポケットが存在することにより、異なる用途に応じてコイル１０に加えられる様々な力に対する保護壁を形成する。これらの力の例として、ボイスコイルスピーカの場合の揺動運動または振動運動、またはＥＶモーターコイル（電気自動車モーター）の場合の遠心力が挙げられる。保護壁がない場合に、様々な用途に応じて、コイル１０に加えられるこれらの力は、コイルボビンからコイル１０を脱落または滑り落ちさせる可能性がある。導線１の対角線上に対向する角部に、接着剤６で充填された二つの接着剤ポケットを追加することにより、コイル１０がコイルから脱落するのを防止することに役立つ。これは、電線０をコイルとして巻回したときに、隣接する電線同士の接着性を向上させることにより達成される。
【００６５】
＜第六実施態様＞
ここで、上述の実施態様（実施態様５）と同様の説明を省略し、主に異なる事項について説明する。導線１の外面には、絶縁体シース４が覆われている。さらに、絶縁体シース４で充填された絶縁体ポケットのサイズは、二つの窪み７のそれぞれに適合するように配置される。この絶縁体シース４は、導線１の長手方向に沿って配置されることにより、対角線上に対向する二つの角部における窪み７と、他の対角線上に対向する二つの角部と、導線１のすべての側面と、を含む導線１の外面が全体的に覆われる。上記実施例と同様に、絶縁体シース４の厚みによらず、絶縁体シース４は電気絶縁性に優れた合成樹脂またはゴムで構成されるためである。
【００６６】
ある実施態様では、絶縁体シース４は、絶縁体ポケットを充填するために使用される絶縁体と同じである。別の実施態様では、絶縁体シース４は、絶縁体ポケットを充填するために使用される絶縁体とは異なる。
【００６７】
好ましい実施態様では、導線１の長手方向に沿って、絶縁体シース４の表面全体に接着剤６を塗布する。絶縁体シース４の表面全体を覆うように接着剤６を塗布する。この配置は、電線０がコイルとして巻かれたとき、隣接する電線間の接着性を大幅に改善することを可能にする。この実施形態では、形成された絶縁体ポケットは、絶縁体シース４で充填されて窪み７内に配置され、接着剤６をさらに塗布されるときに、図２６に示すように、電線０の断面形状はほぼ完璧な正方形である。
【００６８】
接着剤６は、接着性樹脂組成物で構成される。接着性樹脂組成物の例として、ポリイミド樹脂の混合物とエポキシ樹脂の混合物を挙げることができる。
【００６９】
我々の試作では、接着剤または絶縁体ポケットの幅Ｗ１が導線１の幅Ｗ２の三分の一以下であっても、コイルの導線間の接着性が良好になることが判明した。これにより、接着剤または絶縁体ポケットの幅Ｗ１を導線１の幅Ｗ２の三分の一以下にしても、導線１は、その断面積が非常に小さくならないため、大電流を伝送することができる。同様の理由で、窪み７の幅Ｗ１は、導線１の幅Ｗ２の三分の一以下であることが好ましい。したがって、本実施態様の電線０は、コイルの充填率を大幅に増加させることができる。この増加した充填率により、より多くの線０を所定の空間に巻くことができ、より緻密したコイルが得られる。
【００７０】
上述したように、好ましい実施態様では、二つの接着剤または絶縁体ポケットが、対角に対向する角部に設けられている。しかし、本発明の第五実施態様または第六実施態様は、この配置に限定されず、導線０の任意の角部に任意の数の接着剤または絶縁体ポケットを設けることができる。好ましい実施態様において、導線１は、 正方形である断面を有する。ただし、本発明の第五実施態様または第六実施態様は、この構成に限定されず、四角形（導線１）の断面形状はどのような形状であってもよい。さらに、好ましい実施態様では、窪み７およびそれと対応する接着剤または絶縁体ポケットの断面形状は、四分の一の楕円形である。しかし、本発明の第五実施態様または第六実施態様は、この構成に限定されず、窪み７の断面形状やそれと対応する接着剤または絶縁体ポケットの断面形状は、例えば正方形等の他の形状であってもよい。
【００７１】
例えば、図１３に示すような電線０を作製した。導線１として、アルミニウム（Ａｌ）ワイヤ（Φ２ｍｍ）を用意した。そして、追加電線３として、銅（Ｃｕ）線（Φ０．２ｍｍ）を用意した。アルミニウム線材上には、ブレードによって四つの窪み２が形成された。次に、銅線を窪み２に配置した。
【００７２】
さらに、電線０の温度を徐々に上昇させた。 そして、直流（ＤＣ）を印加し、電線０の抵抗値を５０℃〜２００℃の１０℃毎に測定した。そして、測定温度における抵抗値と５０℃における抵抗値の比を算出した。その結果を図２８に示す。
【００７３】
比較のため、同じ方法でアルミニウム線（Φ２ｍｍ）と銅線（Φ２ｍｍ）の抵抗値を測定した。また、測定温度における抵抗値と５０℃における抵抗値の比も算出した。その結果を図２８に示す。
【００７４】
同図に示すように、銅線が埋め込まれたアルミニウム線の抵抗は、線材の温度の上昇と共に、アルミニウム線または銅線の抵抗ほど増加しなかった。したがって、本実施例の電線０を含むモーターは、１００℃または２００℃のような高温で、アルミニウム線または銅線を含むモーターよりも低い電圧で同じ電力を発生することが期待される。
【図１】
2019140087.tif 000003
【図２】
2019140087.tif 000004
【図３】
2019140087.tif 000005
【図４】
2019140087.tif 000006
【図５】
2019140087.tif 000007
【図６】
2019140087.tif 000008
【図７】
2019140087.tif 000009
【図８】
2019140087.tif 000010
【図９】
2019140087.tif 000011
【図１０】
2019140087.tif 000012
【図１１】
2019140087.tif 000013
【図１２】
2019140087.tif 000014
【図１３】
2019140087.tif 000015
【図１４】
2019140087.tif 000016
【図１５】
2019140087.tif 000017
【図１６】
2019140087.tif 000018
【図１７】
2019140087.tif 000019
【図１８】
2019140087.tif 000020
【図１９】
2019140087.tif 000021
【図２０】
2019140087.tif 000022
【図２１】
2019140087.tif 000023
【図２２】
2019140087.tif 000024
【図２３】
2019140087.tif 000025
【図２４】
2019140087.tif 000026
【図２５】
2019140087.tif 000027
【図２６】
2019140087.tif 000028
【図２７】
2019140087.tif 000029