(57)【要約】【課題】損失を低減できるコイル用線材、コイル用電線、コイル用線材の製造方法、及びコイル用電線の製造方法を提供する。【解決手段】導体線と、前記導体線の直上に配置され、前記導体線よりも比抵抗が大きい無機材料から構成される高抵抗層と、前記高抵抗層の直上に配置され、強磁性体から構成される磁性層とを備えるコイル用線材。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体線と、
前記導体線の直上に配置され、前記導体線よりも比抵抗が大きい無機材料から構成される高抵抗層と、
前記高抵抗層の直上に配置され、強磁性体から構成される磁性層とを備えるコイル用線材。
【請求項２】
前記導体線の構成金属は、銅であり、
前記無機材料は、Ｃｕと非金属元素とを含むＣｕ化合物、及び銅基合金の少なくとも一方である請求項１に記載のコイル用線材。
【請求項３】
前記導体線の構成金属は、銅であり、
前記強磁性体は、鉄であり、
前記無機材料は、鉄系合金、Ｆｅを含むＦｅ化合物、ニッケル、ニッケル基合金、アルミニウム、アルミニウム基合金、及びＡｌを含むＡｌ化合物から選択される１種以上である請求項１に記載のコイル用線材。
【請求項４】
前記無機材料の比抵抗は、前記磁性層を構成する前記強磁性体よりも大きい請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のコイル用線材。
【請求項５】
前記無機材料は、弱磁性体であり、比抵抗が２．０μΩ・ｃｍ以上である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のコイル用線材。
【請求項６】
前記高抵抗層の厚さは、前記導体線と前記高抵抗層と前記磁性層との合計横断面積に対する前記高抵抗層の面積割合が０．００４％以上７．０％以下を満たす範囲である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のコイル用線材。
【請求項７】
前記磁性層を構成する前記強磁性体は、金属であり、
前記磁性層の直上に配置され、無機材料から構成される防食層を備える請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のコイル用線材。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のコイル用線材と、
前記コイル用線材の外周に配置された絶縁被覆とを備えるコイル用電線。
【請求項９】
導体素線と、強磁性体から構成される磁性テープ材とを準備する準備工程と、
前記導体素線及び前記磁性テープ材の少なくとも一部に表面処理を行って、前記導体素線よりも比抵抗が大きい無機材料から構成される無機被覆層を形成する処理工程と、
前記導体素線の外周に前記磁性テープ材を巻回して強磁性体層を形成すると共に、前記導体素線と前記強磁性体層間に前記無機被覆層を備える複合中間材を作製する複合工程と、
前記複合中間材に伸線加工及び圧延加工の少なくとも一方を施して、加工材を作製する加工工程と、
前記加工材に熱処理を施す熱処理工程とを備えるコイル用線材の製造方法。
【請求項１０】
前記準備工程では、前記導体素線の表面に凹凸処理を施したものを準備する請求項９に記載のコイル用線材の製造方法。
【請求項１１】
請求項９又は請求項１０によって製造されたコイル用線材の外周に絶縁被覆を形成する被覆工程を備えるコイル用電線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、螺旋状に巻回されるなどして形成されるコイルに用いられるコイル用線材、コイル用電線、及びこれらの製造方法に関する。特に、損失を低減できるコイル用線材及びコイル用電線に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の電気機器の一部品として、コイルが利用されている。コイルを備える電気機器としては、例えばモータ、トランス（変圧器）、リアクトルなどが挙げられる。一般に、コイルは、導体線を有する巻線を螺旋状に巻回することによって形成される。巻線は、エナメル線といった、導体線の上に絶縁被覆を備えるものが代表的である。
【０００３】
特許文献１は、巻線ではなく、信号などの伝達に利用されるシールドケーブルを開示している。シールドケーブルは、導体線の全周を覆うシールド層を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−０５９１５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
コイルに用いられる線材として、損失を低減できることが望まれる。特に、導体線に流れる渦電流に起因する損失を低減することが望まれる。
【０００６】
上述の巻線を螺旋状に巻回して形成されるコイルでは、小型化や高占積率などの目的から、隣り合うターン間の間隔を狭くすることがある。この場合、ターンをつくる導体線同士が近接配置される。このようなコイルに高周波の交流電流を通電すると、あるターンの導体線Ａの周囲に存在する別のターンの導体線Ｂがつくる磁界が導体線Ａに鎖交して、導体線Ａに渦電流が生じ得る。この渦電流によって、導体線Ａ内を流れる電流が導体線Ａの中心を挟んで両側に偏在する現象、いわゆる近接効果が生じる。例えばモータなどでは複数のコイルが近接して配置されているため、近接するコイルがつくる磁界が別のコイルに鎖交することでも近接効果が生じ得る。また、導体線自体の交流通電に起因して表皮効果も生じ得る。これら近接効果と表皮効果とによって、交流抵抗が増加し、損失が増大し得る。近年、各種の電気機器、例えばモータなどの高性能化・高効率化に伴い大電流化が進んでいる。大電流化に伴い発生する交番磁界が増大すると、導体線に生じ得る渦電流も増大する。その結果、上述の交流抵抗の増大、ひいては損失の増加が顕著になる。
【０００７】
特許文献１に記載されるようにシールド層を導体線の外周に備える場合、上述の外部磁界の磁束がシールド層に集中して流れて、導体線に鎖交しようとする磁束を低減できる。その結果、導体線に生じ得る渦電流を低減でき、渦電流に起因する損失を低減できる。しかし、シールド層が鉄などの金属で構成されていると、シールド層自体にも渦電流が生じる。また、後述する試験例１に示すように、導体線はシールド層よりも電流を良く流すため、シールド層に流れる渦電流が導体線に流れると、シールド層と導体線全体とで渦電流のループをつくり、損失が増大する、との知見を得た。
【０００８】
そこで、本発明の目的の一つは、損失を低減できるコイル用線材、及びコイル用電線を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、低損失なコイルを構築できるコイル用線材やコイル用電線を製造するコイル用線材の製造方法、コイル用電線の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様に係るコイル用線材は、導体線と、前記導体線の直上に配置され、前記導体線よりも比抵抗が大きい無機材料から構成される高抵抗層と、前記高抵抗層の直上に配置され、強磁性体から構成される磁性層とを備える。
【００１１】
本発明の一態様に係るコイル用線材の製造方法は、以下の準備工程と、処理工程と、複合工程と、加工工程と、熱処理工程とを備える。
（準備工程）導体素線と、強磁性体から構成される磁性テープ材とを準備する。
（処理工程）前記導体素線及び前記磁性テープ材の少なくとも一部に表面処理を行って、前記導体素線よりも比抵抗が大きい無機材料から構成される無機被覆層を形成する。
（複合工程）前記導体素線の外周に前記磁性テープ材を巻回して強磁性体層を形成すると共に、前記導体素線と前記強磁性体層間に前記無機被覆層を備える複合中間材を作製する。
（加工工程）前記複合中間材に伸線加工及び圧延加工の少なくとも一方を施して、加工材を作製する。
（熱処理工程）前記加工材に熱処理を施す。
【発明の効果】
【００１２】
上記のコイル用線材は、損失を低減できる。
【００１３】
上記のコイル用線材の製造方法は、低損失なコイルを構築できるコイル用線材を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態１のコイル用線材を示す横断面図である。
【図２】実施形態２のコイル用線材を示す横断面図である。
【図３】実施形態１のコイル用電線を示す横断面図である。
【図４】試験例１に示す各試料について、非通電時の損失を示すグラフ（左）、通電時の損失を示すグラフ（右）である。
【図５】試験例１で損失の測定に用いた測定回路を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
【００１６】
（１）本発明の一態様に係るコイル用線材は、導体線と、上記導体線の直上に配置され、上記導体線よりも比抵抗が大きい無機材料から構成される高抵抗層と、上記高抵抗層の直上に配置され、強磁性体から構成される磁性層とを備える。
【００１７】
上記のコイル用線材は、導体線の外周に磁性層を備えるため、外部磁界（交番磁界）が印加された場合に磁束が磁性層に集中して流れて、導体線に鎖交する磁束を低減できる。磁性層が導体線に対する磁気遮蔽層として機能することで、外部磁界の印加によって導体線に発生し得る渦電流を低減できる。
【００１８】
かつ、上記のコイル用線材は、導体線と磁性層間に、導体線よりも比抵抗が大きい高抵抗層を備える。この高抵抗層によって導体線と磁性層間を電気的に遮断する。具体的には磁性層を構成する強磁性体が鉄などの金属であって磁性層で渦電流が生じた場合に、この渦電流が磁性層から導体線に流れることを高抵抗層によって低減できる。好ましくは上記渦電流が磁性層から導体線に実質的に流れないようにすることができる。その結果、磁性層から導体線全体を介した渦電流のループを低減できる。
【００１９】
また、高抵抗層の構成材料の比抵抗が導体線の比抵抗よりも大きいため、高抵抗層自体に生じる渦電流も低減できる。高抵抗層の構成材料によっては渦電流が実質的に生じない。このことからも、導体線の外部から導体線に渦電流が流れることを低減できる。
【００２０】
従って、上記のコイル用線材は、渦電流に起因する損失を低減できる。特に、上記のコイル用線材は、通電時の損失低減を効果的に図ることができる（後述の試験例１参照）。このような上記のコイル用線材は、低損失なコイルを構築でき、大電流用途のコイルにも好適に利用できる。
【００２１】
更に、高抵抗層の構成材料が、一般に樹脂といった有機材料よりも耐熱性に優れる無機材料である。そのため、製造過程で、歪み除去による導電性の向上や軟化によるコイル成形性の向上などを目的として熱処理を施す場合に、熱処理温度を高められて、上記の目的を良好に果たすことができる。この点から、上記のコイル用線材は、導電性、コイル成形性にも優れる。
【００２２】
（２）上記のコイル用線材の一例として、上記導体線の構成金属が銅であり、上記無機材料がＣｕと非金属元素とを含むＣｕ化合物、及び銅基合金の少なくとも一方である形態が挙げられる。高抵抗層が複数種の無機材料を含む場合、代表的には多層構造である（後述の（３）も同様）。
【００２３】
導体線を構成する銅の比抵抗が小さいため、上記形態は、通電時の電流Ｉと導体抵抗Ｒとに起因する電力損失（Ｉ２×Ｒ）を小さくできる。従って、上記形態は、特に通電時において、上述の渦電流に起因する損失と、この電力損失との総合的な損失を低減できる。また、Ｃｕ化合物や銅基合金から構成される高抵抗層は、例えば、導体線、又は最終的に導体線となる素材（例えば、後述の導体素線）に後述の表面処理を施すことで容易に形成できて製造性に優れる。更に、表面処理で形成された高抵抗層は導体線との密着性にも優れており、上述の渦電流の低減効果を長期に亘り維持できる。
【００２４】
（３）上記のコイル用線材の一例として、上記導体線の構成金属が銅であり、上記強磁性体が鉄であり、上記無機材料が、鉄系合金、Ｆｅを含むＦｅ化合物、ニッケル、ニッケル基合金、アルミニウム、アルミニウム基合金、及びＡｌを含むＡｌ化合物から選択される１種以上である形態が挙げられる。
【００２５】
上記形態は、銅の導体線を備えるため、上述の（２）と同様に、渦電流損と電力損失との総合的な損失を低減できる。また、磁性層を構成する鉄の比透磁率及び飽和磁束密度が高いため、上記形態は、外部磁界の磁束を磁性層に集中してより流し易く、導体線に鎖交しようとする磁束を十分に低減できる。更に、高抵抗層を構成する無機材料が上記に列挙した金属であればめっきなどの表面処理、化合物であれば熱処理や化成処理などの表面処理を導体線や導体素線、最終的に磁性層となる素材（例えば、後述の磁性テープ材）に施すことで容易に形成できる。この点から、上述の（２）と同様に製造性に優れる上に、導体線や磁性層と高抵抗層との密着性にも優れる。
【００２６】
（４）上記のコイル用線材の一例として、上記無機材料の比抵抗が上記磁性層を構成する上記強磁性体よりも大きい形態が挙げられる。
【００２７】
高抵抗層の比抵抗が磁性層よりも大きい。そのため、上記形態は、磁性層から高抵抗層自体に渦電流が流れ難く、結果として高抵抗層から導体線に渦電流がより流れ難く、渦電流に起因する損失をより低減できる。
【００２８】
（５）上記のコイル用線材の一例として、上記無機材料は、弱磁性体であり、比抵抗が２．０μΩ・ｃｍ以上である形態が挙げられる。飽和磁束密度及び比抵抗は、室温（２０℃程度）における値とする（以下、同様である）。
【００２９】
上記形態の高抵抗層は弱磁性体で構成されるため、高抵抗層における磁束変化量が少ない。かつ、上記形態の高抵抗層の比抵抗が高いため、高抵抗層自体に生じる渦電流を低減できる。従って、上記形態は、高抵抗層から導体線に渦電流が更に流れ難く、渦電流に起因する損失を更に低減できる。
【００３０】
（６）上記のコイル用線材の一例として、上記高抵抗層の厚さが、上記導体線と上記高抵抗層と上記磁性層との合計横断面積に対する上記高抵抗層の面積割合が０．００４％以上７．０％以下を満たす範囲である形態が挙げられる。
【００３１】
上記形態は、適切な厚さの高抵抗層を備えるため、導体線と磁性層間の渦電流の低減効果を十分に得つつ、高抵抗層の具備による大径化を抑制して、小径なコイル用線材とすることができる。
【００３２】
（７）上記のコイル用線材の一例として、上記磁性層を構成する上記強磁性体が金属であり、上記磁性層の直上に配置され、無機材料から構成される防食層を備える形態が挙げられる。
【００３３】
磁性層が鉄などの錆び易い強磁性金属から構成される場合でも、更には磁性層の外周に後述の絶縁被覆を備えていない場合でも、磁性層が防食層に覆われて錆び難く（酸化腐食し難く）、上記形態は耐食性に優れる。上記形態は、酸化腐食による磁気特性の劣化を防止して、長期に亘り、磁気遮蔽効果を有することができる。また、製造過程では、絶縁被覆形成前などで磁性層の酸化腐食を防止できる。更に、防食層の構成材料である無機材料は、一般に樹脂といった有機材料よりも耐熱性に優れるため、上述のように製造過程で熱処理温度を高められる。特に、この無機材料が導体線、好ましくは磁性層を構成する強磁性体よりも比抵抗が大きければ、防食層自体に生じ得る渦電流も低減できる。高抵抗層と耐食層とが同一の無機材料で構成される場合、同時に形成すれば製造性にも優れる。
【００３４】
（８）本発明の一態様に係るコイル用電線は、上述の（１）〜（７）のいずれかに記載のコイル用線材と、上記コイル用線材の外周に形成された絶縁被覆とを備える。
【００３５】
上記のコイル用電線は、上記のコイル用線材を芯線として備えるため、渦電流に起因する損失を低減できる。特に通電時の損失低減を効果的に図ることができる。このような上記のコイル用電線は、低損失な上に、絶縁被覆を備えるため、絶縁性にも優れるコイルを構築できる。
【００３６】
（９）本発明の一態様に係るコイル用線材の製造方法は、以下の準備工程と、処理工程と、複合工程と、加工工程と、熱処理工程とを備える。
（準備工程）導体素線と、強磁性体から構成される磁性テープ材とを準備する。
（処理工程）上記導体素線及び上記磁性テープ材の少なくとも一部に表面処理を行って、上記導体素線よりも比抵抗が大きい無機材料から構成される無機被覆層を形成する。
（複合工程）上記導体素線の外周に上記磁性テープ材を巻回して強磁性体層を形成すると共に、上記導体素線と上記強磁性体層間に上記無機被覆層を備える複合中間材を作製する。
（加工工程）上記複合中間材に伸線加工及び圧延加工の少なくとも一方を施して、加工材を作製する。
（熱処理工程）上記加工材に熱処理を施す。
【００３７】
上記のコイル用線材の製造方法は、磁性テープ材を巻回して強磁性体層を形成した素材に伸線や圧延といった塑性加工を施した後、熱処理するという基本工程に、導体素線及び磁性テープ材の少なくとも一方に表面処理をするという、容易に行える工程を加えることで、以下のコイル用線材を製造できる。このコイル用線材は、導体素線に塑性加工が施されることで所定の線径、形状に形成された導体線と、この導体線上に配置され、無機被覆層から最終的に形成された高抵抗層と、強磁性体層から形成され、最終的に高抵抗層上に配置される磁性層とを備える。つまり、このコイル用線材は、上述の（１）のコイル用線材に相当する。
【００３８】
特に、上記のコイル用線材の製造方法では、塑性加工後に施す熱処理の温度を高められる。無機被覆層が一般に樹脂といった有機材料よりも耐熱性に優れる無機材料によって構成されるからである。この熱処理によって、導体素線に導入された加工歪みを十分に除去して導電性を高めたり、軟化して曲げ易くしてコイル成形性を高めたりすることができる。
【００３９】
従って、上記のコイル用線材の製造方法は、低損失なコイルを構築できる上に、導電性やコイル成形性にも優れるコイル用線材を製造できる。また、上記のコイル用線材の製造方法は、長尺なコイル用線材を製造でき、工業的量産にも適する。
【００４０】
（１０）上記のコイル用線材の製造方法の一例として、上記準備工程では、上記導体素線の表面に凹凸処理を施したものを準備する形態が挙げられる。
【００４１】
凸凹を有する導体素線は、強磁性体層との密着性に優れて、導体素線と強磁性体層とが剥離し難い。そのため、この複合中間材は、取り扱い易く、次工程の加工機にも供し易い。また、凹凸処理をブラスト処理などとすれば、導体素線が長尺であっても、凹凸処理を容易に行える。従って、上記形態は、長尺なコイル用線材の製造に適しており、工業的量産に適する。
【００４２】
（１１）本発明の一態様に係るコイル用電線の製造方法は、上述の（９）又は（１０）に記載のコイル用線材の製造方法によって製造されたコイル用線材の外周に絶縁被覆を形成する被覆工程を備える。
【００４３】
上記のコイル用電線の製造方法は、上述の準備工程、処理工程、複合工程、加工工程、熱処理工程に加えて、上記の被覆工程を備える。被覆工程は、例えば公知のエナメル線の製造過程における絶縁被覆の形成工程を参照でき、容易に行える。従って、上記のコイル用電線の製造方法は、低損失で絶縁性にも優れるコイルを構築できる上に、導電性やコイル成形性にも優れるコイル用電線を製造できる。また、上記のコイル用電線の製造方法は、長尺なコイル用電線を製造でき、工業的量産にも適する。
【００４４】
［本発明の実施形態の詳細］
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るコイル用線材、コイル用電線、コイル用線材の製造方法、及びコイル用電線の製造方法を説明する。図中、同一符号は同一名称物を示す。図１〜図３では、分かり易いように導体線１１の外周に設けられる各層を誇張して示す。導体線１１及び各層の形状、厚さ、幅、長さなどは実際とは異なることがある。
【００４５】
［コイル用線材］
図１に示すように、実施形態１に係るコイル用線材１０Ａは、導体線１１と、導体線１１の外周に配置され、強磁性体から構成される磁性層１２とを備える。更に、コイル用線材１０Ａは、導体線１１と磁性層１２間に介在される高抵抗層１４を備え、高抵抗層１４の構成材料を導体線１１よりも比抵抗が大きい無機材料とすることを特徴の一つとする。図２に示す実施形態２に係るコイル用線材１０Ｂでは、導体線１１、高抵抗層１４、磁性層１２に加えて、磁性層１２の外周に防食層１５を備えることを特徴の一つとする。
以下、構成要素ごとに詳細に説明する。
【００４６】
（導体線）
導体線１１は、実施形態のコイル用線材１０において主として電流が流れる部分である。
【００４７】
・組成
導体線１１の構成材料は、金属、特に導電性に優れる金属である銅、銅基合金、アルミニウム及びアルミニウム基合金から選択される少なくとも１種の金属を含むことが好ましい。上記に列挙した金属を含む導体線１１は、導電率が高く、比抵抗も小さいため、電力損失を低くできる。導体線１１の構成金属が銅又は銅基合金であれば、アルミニウム又はアルミニウム基合金である場合に比較して電力損失をより低減できて好ましい。
【００４８】
ここでの「銅」とは、Ｃｕを９９．９質量％以上含有する純銅である。具体的にはタフピッチ銅、脱酸銅（例、リン脱酸銅）、無酸素銅（ＯＦＣ）が挙げられる。
ここでの「銅基合金」とは、Ｃｕを５０質量％以上、好ましくは９０質量％以上含有し、Ｃｕ以外の添加元素を含有する。銅基合金の添加元素は、例えばＳｎ，Ｚｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ａｇ，Ｃｒ，Ｐ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｔｉ，Ｍｇ，Ｎｉなどが挙げられる。
ここでの「アルミニウム」は、Ａｌを９９質量％以上含有する純アルミニウムである。
ここでの「アルミニウム基合金」は、Ａｌを５０質量％以上、好ましくは９０質量％以上含有し、Ａｌ以外の添加元素を含有する。アルミニウム基合金の添加元素は、例えばＳｉ，Ｃｕ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｃａ，Ｚｒ，Ｌｉなどが挙げられる。
その他、いずれの金属も不可避不純物を含み得る。
【００４９】
上記添加元素の含有量は、所定の導電率を確保できる範囲で、添加元素の種類に応じて適宜調整するとよい。添加元素の合計含有量は、例えば０．１質量％以上３０質量％以下、更に０．１質量％以上５．０質量％以下が挙げられる。導電率を高くする観点からは、添加元素の含有量は少ない方が好ましい。
【００５０】
導電率が高い点、比抵抗が１．７μΩ・ｃｍと非常に低く、電力損失を更に低減できる点、その他延性や磁気的特性などを考慮すると、導体線１１の構成金属は、純銅、特に酸素や水素などの不純物をほとんど含まず、純度が最も高い無酸素銅が好ましい。銅の導体線１１を備える場合、電力損失を低減できることから、小径化も期待できる。
【００５１】
・形状
導体線１１の形状は、適宜選択できる。図１〜図５では、横断面形状が円形状の丸線を例示する。丸線は、曲げ易く、コイル成形性に優れる。横断面形状が長方形状である平角線は、占積率が高いコイルを得易い。その他、横断面形状が、楕円形状、レーストラック形状、三角形状や六角形状といった多角形状などの線材とすることができる。代表的には、導体線１１の横断面形状とコイル用線材１０の横断面形状とは相似である。
【００５２】
・大きさ
導体線１１の横断面積（コイル用線材１０をその長手方向（軸方向）に直交する平面で切断したときの面積）は、コイルの使用電流値に応じて適宜選択できる。例えば、２Ａ以上の大電流用途では、上記横断面積は、０．４ｍｍ２以上、更に０．５ｍｍ２以上、０．８ｍｍ２以上とすることができる。例えば、２Ａ未満の電流用途では、上記横断面積は、０．４ｍｍ２未満、更に０．３ｍｍ２以下とすることができる。上記横断面積は、例えば５０ｍｍ２以下であると、コイル成形性に優れたり、細いことで占積率が高いコイルを構築したりし易い。
【００５３】
導体線１１が丸線の場合、直径φは例えば０．５ｍｍ以上８ｍｍ以下程度が挙げられる。導体線１１が平角線の場合、短辺の長さは例えば０．２ｍｍ以上５ｍｍ以下程度、長辺の長さは例えば０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下程度が挙げられる。
【００５４】
（磁性層）
磁性層１２は、近接する導体線がつくる磁界を含む外部磁界の磁束が導体線１１に鎖交することを低減、阻止する磁気遮蔽機能を主たる機能とする。コイル用線材１０に外部磁界が印加された際に磁束が磁性層１２に集中して流れて、導体線１１に鎖交する磁束を低減できる。導体線１１の外周に磁性層１２を備えることで、導体線１１に生じ得る渦電流を低減できる。
【００５５】
・組成
磁性層１２の構成材料は、高い磁気遮蔽効果が期待できる強磁性体とする。強磁性体は、例えば、Ｆｅを含む鉄系材料、Ｃｏを含むコバルト系材料（純金属、合金など）、Ｎｉを含むニッケル系材料（純金属、合金など）などの軟磁性材料が挙げられる。特に、上記構成材料が鉄系材料であれば、磁性層１２の比透磁率、飽和磁束密度を高くできて、外部磁界の磁束が磁性層１２により一層集中して流れ易く好ましい。
【００５６】
鉄系材料は、鉄、鉄系合金、及びＦｅ化合物から選択される少なくとも１種の軟磁性金属、又は軟磁性化合物が挙げられる。
ここでの「鉄」とは、Ｆｅを９９．８質量％以上含有する純鉄である。
鉄系合金は、Ｆｅを含む合金である。例えばパーマロイなどのＦｅ−Ｎｉ合金、珪素鋼などのＦｅ−Ｓｉ合金（例：３質量％Ｓｉ−Ｆｅ）、炭素鋼などのＦｅ−Ｃ合金、パーメンジュールなどのＦｅ−Ｃｏ合金（例：４９質量％Ｃｏ−２質量％Ｖ−Ｆｅ）、鉄系アモルファス合金、センダストなどのＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金等が挙げられる。
Ｆｅ化合物は、例えばフェライト（Ｆｅ２Ｏ３）、ＦｅＯ、Ｆｅ３Ｏ４といった鉄酸化物（酸化鉄）などが挙げられる。
【００５７】
磁性層１２は、特に飽和磁束密度（飽和磁化）が１．５Ｔ以上の強磁性体を含むと、より一層高い磁気遮蔽効果を期待できる。飽和磁束密度は１．６Ｔ以上、更に１．８Ｔ以上が好ましい。飽和磁束密度が高い強磁性体は、Ｆｅ及びＣｏの少なくとも一方を合計で９０質量％以上含有するもの、例えば、鉄、珪素鋼、パーメンジュールなどが挙げられる。
【００５８】
比透磁率、飽和磁束密度が高く、加工性にも優れる点から、磁性層１２は、実質的に鉄で構成されることが好ましい。
【００５９】
・磁性層の厚さ
磁性層１２の厚さが厚いほど、磁路断面積を大きく確保できて磁気飽和を抑制し易く、高い磁気遮蔽効果を期待できる。上記厚さが薄いほど、（Ａ）磁性層１２が金属で構成される場合に自身に生じる渦電流を低減できる、（Ｂ）磁性層１２の厚肉化によるコイル用線材１０の大径化を抑制して導体割合が高いコイルを形成できる、（Ｃ）曲げ易いため、コイル成形性に優れる、などの効果を期待できる。高い磁気遮蔽効果、低損失、良好なコイル成形性、コイルの高占積率化などを考慮すると、磁性層１２の厚さは、１０μｍ超５００μｍ以下が挙げられる。上記厚さは、１５μｍ以上４００μｍ以下、２０μｍ以上３００μｍ以下、更に２０μｍ以上２００μｍ以下とすることができる。磁性層１２自体に生じる渦電流の更なる低減を望む場合には、厚さがより薄いことが好ましい（例、１５０μｍ以下）。
【００６０】
磁性層１２の厚さは、導体線１１の長手方向の任意の位置で、磁性層１２の周方向に沿って等間隔に１０点以上の厚さを測定し、その平均とする。
【００６１】
・面積割合
コイル用線材１０の横断面における磁性層１２の面積割合が高いほど、高い磁気遮蔽効果が期待できる。上記面積割合が低いほど、磁気遮蔽効果を得つつ磁性層１２自体に生じる渦電流を低減できる。また、小径なコイル用線材１０となるため、占積率が高いコイルを得易い。高い磁気遮蔽効果、コイルの高占積率化（コイル用線材１０の小径化）、磁性層１２自体における渦電流の低減などを考慮すると、上記面積割合は、１．５％以上６０％以下が挙げられる。上記面積割合は、３％以上４０％以下、更に３０％以下とすることができる。磁性層１２自体における渦電流の更なる低減を望む場合には、上記面積割合は１０％以上２０％以下が好ましいと考えられる。
【００６２】
上記面積割合は、コイル用線材１０の横断面において、導体線１１の断面積と磁性層１２の断面積との合計断面積に対する磁性層１２の断面積の比率とする。
面積割合（％）＝｛磁性層の断面積／（導体線の断面積＋磁性層の断面積）｝×１００
【００６３】
・物理特性
磁性層１２の飽和磁束密度は、上述のように磁気遮蔽の観点からは高いほど好ましく、１．０Ｔ以上、１．１Ｔ以上、１．２Ｔ以上、更に１．５Ｔ以上が好ましい。磁性層１２の飽和磁束密度、後述の比抵抗は、磁性層１２を構成する強磁性体の飽和磁束密度、比抵抗に相当することから、所定の特性を有する強磁性体を選択するとよい。導体線１１及び高抵抗層１４の構成材料が弱磁性体である場合、コイル用線材１０の飽和磁束密度は、磁性層１２の飽和磁束密度とみなすことができる。
【００６４】
磁性層１２自体に生じる渦電流を低減するためには、磁性層１２の比抵抗が大きいことが好ましい。例えば、磁性層１２の比抵抗は、７μΩ・ｃｍ以上、９μΩ・ｃｍ以上、更に１０μΩ・ｃｍ以上が好ましい。
【００６５】
磁性層１２の飽和磁束密度及び比抵抗などの物理特性は、代表的には構成材料の組成に依存する。そのため、簡略的な測定方法として、例えば、コイル用線材１０の成分分析を行い、各層の構成成分が公知のものであれば公知の物性値を参照することができる。その他、磁性層１２の比抵抗の測定方法として、四探針法（後述の高抵抗層１４参照）などを利用できる。
【００６６】
・磁性層の仕様
磁性層１２は、単層構造、又は２層以上の多層構造とすることができる。
多層構造の場合、全ての層の構成材料や厚さなどを異ならせたり（例、鉄層と鉄酸化物層とを備えるなど）、複数層のうち、一部の層の構成材料や厚さを共通させたりすること（例、鉄層を挟むように上下に鉄酸化物層を備えるなど）ができる。
多層構造の各層のうち、導体線１１に近い内側層を構成する強磁性体が、導体線１１よりも比抵抗が高い場合、この内側層は後述の高抵抗層１４に相当する。コイル用線材１０の最表面に近い外側層を構成する強磁性体が、内側層よりも耐食性に優れる場合には、この外側層は防食層１５（図２）に相当する。
その他、磁性層１２の表面（外周面）は実質的に凹凸が無く平滑であることが好ましい。交流通電時、表皮効果によって磁性層１２の外周側に磁束が集中し易いため、磁性層１２の外周面が平滑であれば、磁束が滑らかに流れて、損失を低減し易いからである。また、磁性層１２の表面が平滑であれば、コイル用電線２０の製造過程で絶縁被覆２１を容易に形成できるからである。
【００６７】
（高抵抗層）
実施形態のコイル用線材１０は、導体線１１の外周に少なくとも二層の被覆層を備え、導体線１１の直上に高抵抗層１４を備え、高抵抗層１４の直上に磁性層１２を備える。高抵抗層１４は、導体線１１よりも比抵抗が大きい。このような高抵抗層１４が導体線１１と磁性層１２間に介在して、導体線１１の外周を覆うことで、磁性層１２を構成する強磁性体が金属であり、磁性層１２に渦電流が生じても、磁性層１２から導体線１１への渦電流を流れ難くすることができる。コイル用線材１０は、この高抵抗層１４を備えることで、磁性層１２と導体線１１全体とでつくられる渦電流のループを効果的に低減できる。そのため、このような大きな渦電流のループに起因する損失を低減できる。
【００６８】
・組成
高抵抗層１４の構成材料は、その比抵抗が導体線１１よりも大きい材料であって、無機材料とする。上記構成材料が高抵抗材料であることで、導体線１１と磁性層１２間での渦電流の流れを低減すると共に、高抵抗層１４自体に生じ得る渦電流も低減できる。また、上記材料が無機材料であれば、上述のように樹脂よりも耐熱性に優れ、コイル用線材１０の製造過程で熱処理の温度を高めた場合でも熱損傷や熱変性し難い。熱処理温度を高めることで、熱処理による特性改善などを良好に行えて、導電性やコイル成形性にも優れるコイル用線材１０となる。
【００６９】
高抵抗層１４を構成する無機材料は、導体線１１の構成金属よりも比抵抗が大きければ、金属でも非金属でもよい。例えば、導体線１１の構成金属が銅であれば、銅よりも比抵抗が大きい無機材料として、銅基合金やアルミニウムなどの金属、銅酸化物やアルミニウム酸化物、リン酸鉄などの非金属が挙げられる。以下、上記無機材料の具体例を説明する。
【００７０】
・・Ｃｕ含有材
上記無機材料は、例えば、Ｃｕを含むＣｕ含有材が挙げられる。詳しくは、銅基合金、及びＣｕと非金属元素（例えば、酸素など）とを含むＣｕ化合物の少なくとも一方が挙げられる。
【００７１】
ここでの「Ｃｕ化合物」は、例えば、ＣｕＯ，Ｃｕ２Ｏといった銅酸化物（酸化銅）などが挙げられる。銅酸化物の比抵抗は、１×１０２Ω・ｃｍ以上、更に１×１０８Ω・ｃｍ以上が挙げられ、例えば銅の比抵抗（１．７μΩ・ｃｍ）よりも１０８倍以上も大きく、十分に大きい。
ここでの「銅基合金」は、上述の導体線１１の組成の項で列記したものが挙げられる。特に、添加元素がＮｉ，Ｍｎ及びＺｎから選択される１種以上を含む銅基合金が挙げられる。これら銅基合金の比抵抗は、５μΩ・ｃｍ以上、更に４０μΩ・ｃｍ以上が挙げられ、例えば銅の比抵抗よりも３倍程度以上大きい。
Ｃｕ化合物や銅基合金はＣｕを含むため、銅や銅基合金との密着性に優れる。従って、Ｃｕ化合物又は銅基合金から構成される高抵抗層１４は、特に導体線１１が銅である場合に備えると、導体線１１との密着性に優れて好ましい。また、Ｃｕ化合物又は銅基合金から構成される高抵抗層１４は、例えば、後述するように製造過程で、銅からなる導体素線や導体線１１に表面処理を施すことで容易に形成でき、製造性にも優れる。
【００７２】
・・Ｆｅ含有材、その他
別の無機材料として、例えば、Ｆｅを含むＦｅ含有材、Ｎｉを含むＮｉ含有材、Ａｌを含むＡｌ含有材が挙げられる。詳しくは、鉄系合金、Ｆｅを含むＦｅ化合物、ニッケル、ニッケル基合金、アルミニウム、アルミニウム基合金、及びＡｌを含むＡｌ化合物から選択される１種以上が挙げられる。
【００７３】
ここでの「鉄系合金」は、上述の磁性層１２の組成の項で列挙したものが挙げられる。特に、比抵抗が大きいものとして、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｃ合金、鉄系アモルファス合金などが挙げられる。
Ｆｅ−Ｎｉ合金の比抵抗は、５０μΩ・ｃｍ以上、更に５５μΩ・ｃｍ以上が挙げられる。
Ｆｅ−Ｓｉ合金は、Ｓｉの含有量が多いほど比抵抗が大きい傾向にあり、２０μΩ・ｃｍ以上、更に３０μΩ・ｃｍ以上が挙げられる。
Ｆｅ−Ｃ合金では、比抵抗が大きいものとしてステンレス鋼やマンガン鋼などが挙げられ、比抵抗が４０μΩ・ｃｍ以上、更に５０μΩ・ｃｍ以上が挙げられる。
鉄系アモルファス合金の比抵抗は、１００μΩ・ｃｍ以上、更に１２０μΩ・ｃｍ以上が挙げられる。
鉄系合金は金属であることから塑性加工性に優れ、コイル成形性にも優れる。
【００７４】
ここでの「Ｆｅ化合物」は、上述の磁性層１２の組成の項で列挙した鉄酸化物が挙げられる。その他、Ｆｅを含む塩、例えばリン酸鉄などのリン酸塩が挙げられる。鉄酸化物やリン酸塩の比抵抗は、１×１０３Ω・ｃｍ以上、更に１×１０４Ω・ｃｍ以上が挙げられる。
Ｆｅ化合物は非金属であり、金属に比較して、比抵抗が大きい、耐食性に優れる、といった利点がある。
【００７５】
ここでの「ニッケル」とは、Ｎｉを９９質量％以上含有する純ニッケルである。ニッケルの比抵抗は７．２４μΩ・ｃｍである。
ここでの「ニッケル基合金」とは、Ｎｉを６０質量％以上含有し、Ｎｉ以外の添加元素を含有する。ニッケル基合金の比抵抗は、５０μΩ・ｃｍ以上が挙げられる。
ニッケルやニッケル基合金は、比抵抗が大きめである、耐食性に優れる、銅や銅基合金、鉄系合金との密着性に優れる、といった利点がある。
【００７６】
ここでの「アルミニウム」及び「アルミニウム基合金」は、上述の導体線１１の組成の項で列挙したものが挙げられる。アルミニウム基合金では、特に添加元素がＭｎ，Ｓｉ，Ｍｇ及びＺｎから選択される１種以上を含むものが挙げられる。アルミニウムの比抵抗は、２．７５μΩ・ｃｍである。アルミニウム基合金の比抵抗は、３μΩ・ｃｍ以上、更に６μΩ・ｃｍ以上が挙げられる。
アルミニウムやアルミニウム基合金は金属であることから塑性加工性に優れ、コイル成形性にも優れる。また、ＦｅやＮｉといった鉄族元素よりも比重が小さく、軽量化を図ることができる。
【００７７】
ここでの「Ａｌ化合物」は、Ａｌ２Ｏ３といったアルミニウム酸化物（酸化アルミニウム）などが挙げられる。アルミニウム酸化物の比抵抗は、１×１０１４Ω・ｃｍ以上が挙げられる。
Ａｌ化合物は非金属であり、金属に比較して、比抵抗が大きい、耐食性に優れる、といった利点がある。
【００７８】
高抵抗層１４の構成材料が上述の鉄系合金やＦｅ化合物である場合、以下の理由により、製造性に優れる。例えば、後述するように製造過程で、強磁性体からなる磁性素材（後述の磁性テープ材など）を用意し、この磁性素材に表面処理を施して、磁性素材の表面に生成された層を高抵抗層１４に利用できる。又は、上記磁性素材と、鉄系合金の素材板などとを用意し、クラッド材のように圧力を加えることで両者を原子間接合させ、鉄系合金などの層を高抵抗層１４に利用できる。このように高抵抗層１４を容易に形成できるからである。このような高抵抗層１４は、特に、磁性層１２を構成する強磁性体が鉄である場合に備えることが挙げられる。
【００７９】
・物理特性
・・比抵抗
高抵抗層１４の比抵抗はできるだけ高いことが好ましい。磁性層１２から導体線１１に渦電流をより一層流れ難くできる上に、自身に生じる渦電流を低減できるからである。例えば、高抵抗層１４を構成する無機材料の比抵抗は２．０μΩ・ｃｍ以上が好ましく、５μΩ・ｃｍ以上、１０μΩ・ｃｍ以上、更に５０μΩ・ｃｍ以上がより好ましい。
上述の鉄酸化物やＦｅ含有塩などのＦｅ化合物、アルミニウム酸化物などのＡｌ化合物といった非金属は、金属よりも比抵抗が高く、高抵抗層１４の構成材料に好適である。実施形態のコイル用線材１０は、磁性層１２と高抵抗層１４とをそれぞれ独立して備えるため、磁性層１２を構成する強磁性体として、比抵抗が比較的小さいものとすることができる。高抵抗層１４の比抵抗の測定方法には、四探針法などが利用できる。磁性層１２や後述の絶縁被覆２１を除去して高抵抗層１４を露出させて測定するとよい。より具体的な測定方法は、試験例１で説明する。
【００８０】
高抵抗層１４を構成する無機材料の比抵抗は、磁性層１２を構成する強磁性体よりも大きいことが好ましい。磁性層１２から導体線１１に渦電流をより一層流れ難くできるからである。高抵抗層１４自体に生じる渦電流も低減し易いと期待される。
【００８１】
・・磁性
コイル用線材１０は、好ましくは飽和磁束密度が十分に高い強磁性体（特に１．０Ｔ以上）から構成される磁性層１２を備える。そのため、高抵抗層１４を構成する無機材料は、高い飽和磁束密度を有する必要が無く、弱磁性体（強磁性体ではないもの）とすることができる。弱磁性体は、例えば、上述のアルミニウム、アルミニウム基合金、Ａｌ化合物などが挙げられる。鉄系合金やニッケル基合金のなかには弱磁性体のものがある。
【００８２】
・高抵抗層の厚さ
高抵抗層１４の厚さが厚いほど、導体線１１と磁性層１２間の渦電流をより確実に低減できる。一方、高抵抗層１４の比抵抗が十分に高ければ、高抵抗層１４の厚さが薄くても、磁性層１２から導体線１１に渦電流を流れ難くできる。また、高抵抗層１４の厚さが薄ければ、小径なコイル用線材１０となり、曲げ易くコイル成形性に優れたり、占積率が高いコイルを形成したりし易い。渦電流の低減、良好なコイル成形性、コイルの高占積率化などを考慮すると、高抵抗層１４の厚さは、コイル用線材１０の横断面において、導体線１１と高抵抗層１４と磁性層１２との合計横断面積をＳｔ、高抵抗層の面積をＳｒとするとき、合計横断面積に対する高抵抗層の面積割合（Ｓｒ／Ｓｔ）×１００（％）が０．００４％以上７．０％以下を満たす範囲であることが好ましい。上記面積割合が大きいほど、導体線１１に渦電流を流れ難くすることができ、小さいほど小径にできる。上記面積割合は０．０２％以上４．０％以下が好ましく、０．１％以上３．０％以下、更に０．１％以上２．０％以下とすることができる。
【００８３】
合計横断面積Ｓｔ、高抵抗層１４の面積Ｓｒは、公知又は市販の画像処理ソフトなどを利用して、コイル用線材１０の横断面の観察像に画像処理などを施すことで容易に求められる。高抵抗層１４が、導体線１１の直上に導体線１１の周方向に沿って均一的な厚さの環状で存在し、この環状体の面積が面積Ｓｒを満たすと仮定することで、高抵抗層１４の厚さを求められる。
【００８４】
なお、上記の厚さ（面積割合）を満たす範囲で、高抵抗層１４を異なる複数種の無機材料から構成される多層構造とすることができる。この場合、導体線１１と磁性層１２間の渦電流をより確実に低減できる。図１に示すような単層構造の高抵抗層１４とすれば、小径なコイル用線材１０とすることができる。また、高抵抗層１４の形成工程数を低減でき、製造性に優れる。
【００８５】
（防食層）
実施形態２のコイル用線材１０Ｂは、磁性層１２を構成する強磁性体が鉄などの金属である場合に、磁性層１２が酸化腐食することを防止するために、磁性層１２の直上に配置される防食層１５を備える。磁性層１２が酸化腐食すると、磁性層１２の磁気特性が劣化し、上述の磁気遮蔽効果を十分に得られない恐れがある。防食層１５を備えることで、磁性層１２による磁気遮蔽効果を長期に亘り保持できる。なお、磁性層１２の表面に防錆油を塗布することなどによっても酸化腐食を抑制できる。しかし、コイル用線材１０Ｂの外周に絶縁被覆２１を形成する場合、通常、防錆油を除去する脱脂工程が必要となる。防食層１５であれば、防食層１５の上に絶縁被覆２１を形成できて、製造性に優れる。
【００８６】
防食層１５の構成材料は、磁性層１２を構成する強磁性体の酸化腐食を低減、防止できる程度の耐食性を有する種々の材料が挙げられる。ここで、樹脂などの有機材料は、一般に金属よりも耐食性に優れる。しかし、上述のように樹脂などの有機材料は耐熱性に劣るため、耐熱性を望む場合には防食層１５の構成材料は無機材料であることが好ましい。具体的な無機材料は、高抵抗層１４の組成の項で説明したものが挙げられる。防食層１５の構成材料は、高抵抗層１４を構成する無機材料と同種でも、異種でもよい。同種であれば、高抵抗層１４の形成と同時に防食層１５の形成を行える場合があり、製造性に優れる。異種であれば、それぞれ所定の特性（高抵抗層１４は比抵抗が高いこと、防食層１５は磁性層１２の防食性を高められること）を満たす無機材料を適宜選択できる。特に、鉄酸化物やアルミニウム酸化物などの非金属は、耐食性に優れて防食層１５に適する上に、後述するように製造過程で表面処理によって防食層１５を容易に形成できる。
【００８７】
防食層１５は、導体線１１との間に高抵抗層１４及び磁性層１２を挟んで存在し、磁性層１２の外周を覆う。そのため、防食層１５の構成材料は導体線１１よりも比抵抗が高いことを必須としない。また、コイル用線材１０Ｂは、磁気遮蔽層として磁性層１２を備えるため、防食層１５の構成材料は、強磁性体であることを必須とせず、上述の弱磁性体とすることができる。
【００８８】
防食層１５の厚さは、厚いほど防食効果が高く、薄いほど小径なコイル用線材１０とすることができる。上記厚さは、所定の耐食性を有すれば薄くてよく、例えば０．１μｍ以上１０μｍ以下程度、更に１μｍ以上３μｍ以下程度が挙げられる。その他、防食層１５の表面（外周面）は、実質的に凹凸が無く平滑であると、コイル用電線２０の製造過程で、絶縁被覆２１を容易に設けられる。
【００８９】
（その他の構成層）
コイル用線材１０は、その最外層に潤滑性向上剤などの添加剤を配合した潤滑層（図示せず）を備えたり、導体線１１と高抵抗層１４間、高抵抗層１４と磁性層１２間、磁性層１２と防食層１５間などに、密着性向上剤などの添加剤を配合した密着層（図示せず）を備えたりすることができる。
【００９０】
密着性向上剤は、例えば、アセチレン類（１−ヘキシンなど）、アルキノール類（プロパルギルアルコール、１−ヘキシン−３−オールなど）、アルデヒド類（ベンズアルデヒド、桂皮アルデヒドなど）、アミン類（ラウリルアミン、Ｎ，Ｎ´−ジメチルセチルアミン、トリメチルセチルアンモニウムプロミドなど）、メルカプタン類（セチルメルカプタン、２−メルカプトイミダゾール、５−アミノ−１，３，４−チアジアゾール−２−チオールなど）、チオ尿素類（チオ尿素、フェニルチオ尿素など）、メラミンなどが挙げられる。特にメルカプタン類のうち、２−メルカプトイミダゾールや５−アミノ−１，３，４−チアジアゾール−２−チオールは、密着性向上の効果が大きく好ましい。
【００９１】
防食層１５の外周に、更に、（ａ）磁性層１２のみ、（ｂ）磁性層１２及び高抵抗層１４、（ｃ）磁性層１２及び高抵抗層１４並びに防食層１５、…を備えることができる。複数の磁性層１２を備えることで、磁気遮蔽効果を高められる。小径化を考慮すると、図１，図２に示すように各層１２，１４，１５を一層ずつ備える形態が好ましい。
【００９２】
（コイル用電線）
実施形態に係るコイル用電線２０は、図３に示すように実施形態のコイル用線材１０と、コイル用線材１０の外周に配置された絶縁被覆２１とを備える。図３に示すコイル用電線２０Ａは、実施形態１のコイル用線材１０Ａと絶縁被覆２１とを備える例である。
【００９３】
絶縁被覆２１の構成材料は、絶縁性樹脂が挙げられる。具体的には、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂などが挙げられるが、その限りではない。公知のエナメル線の絶縁被覆に利用されている絶縁性樹脂などの利用が考えられる。最外層に上述の潤滑性向上剤などの添加剤を配合して、潤滑性を高めることができる。
【００９４】
絶縁被覆の厚さは、適宜選択でき、例えば、１μｍ以上５００μｍ以下、更に５μｍ以上１００μｍ以下、５０μｍ以下、３０μｍ以下が挙げられる。
【００９５】
（コイル用線材の効果、コイル用電線の効果）
実施形態のコイル用線材１０及び実施形態のコイル用電線２０は、交流通電などして外部磁界が印加された場合、外部磁界の磁束は、導体線１１の外周に備える磁性層１２に集中して流れる。そのため、導体線１１に鎖交する磁束を低減して、導体線１１に発生し得る渦電流を低減できる。かつ、実施形態のコイル用線材１０及びコイル用電線２０は、導体線１１と磁性層１２間に高抵抗層１４を備える。そのため、磁性層１２が鉄などの金属から構成されて、磁性層１２自体に渦電流が生じた場合でも、磁性層１２から導体線１１に渦電流が流れることを高抵抗層１４によって低減できる。このことから、コイル用線材１０及びコイル用電線２０は、渦電流による近接効果及び交流通電による表皮効果に起因する交流損失を低減できる。この効果は、後述の試験例１で具体的に説明する。
【００９６】
このような低損失なコイル用線材１０及びコイル用電線２０は、モータなどの各種電気機器のコイルに利用して、低損失なコイルを構築できる。特に、大電流用途のコイルに好適に利用できる。
【００９７】
実施形態１のコイル用線材１０Ａは、比較的小径であり、曲げ易くコイル成形性に優れたり、占積率の高いコイルを構築できたりする。実施形態２のコイル用線材１０Ｂ及びこのコイル用線材１０Ｂを備えるコイル用電線２０は、磁性層１２が防食層１５によって覆われて耐食性を高められている。そのため、製造過程やコイルとしての使用時（特に絶縁被覆２１を備えていないコイル用線材１０Ｂ）などで、磁性層１２が酸化腐食し難く、酸化腐食による磁気特性の劣化を防止できる。このことから、コイル用線材１０Ｂ及びこれを備えるコイル用電線２０から形成されるコイルは、磁性層１２による磁気遮蔽効果を長期に亘り良好に維持できる。
【００９８】
（コイル用線材の製造方法、コイル用電線の製造方法）
実施形態のコイル用線材１０は、例えば、以下の製造方法によって製造できる。実施形態のコイル用電線２０は、コイル用線材１０の外周に絶縁被覆２１を形成することで製造できる。
【００９９】
（α）導体線１１を原料に用いる方法
この方法では、所定の大きさ、形状の導体線１１を用意し、その外周に上述の高抵抗な無機材料からなる高抵抗層１４を表面処理（後述）などで形成した後、その外周に強磁性体からなる磁性層１２を形成する。磁性層１２の形成には、各種のめっきや、磁性テープ材などの磁性素材を用いる方法（後述の方法（β）参照）が利用できる。その他、磁性層１２の形成には、強磁性体からなる磁性粉末を押し付けたり、粉体塗装したり、強磁性体を溶射したりすることなどが考えられる。
【０１００】
（β）最終的に導体線１１を形成する導体素線に塑性加工を施す方法
この方法では、最終的に導体線１１、高抵抗層１４、磁性層１２、適宜防食層１５となる部分を備える素材（後述の複合中間材）を用意し、この素材に伸線や圧延といった塑性加工を施すことで、コイル用線材１０を製造できる。この方法は、連続して長尺なコイル用線材１０を製造でき、工業的量産に適する。
【０１０１】
上記方法（β）の具体例として、以下の準備工程と、処理工程と、複合工程と、加工工程と、熱処理工程とを備える実施形態のコイル用線材の製造方法が挙げられる。実施形態のコイル用電線の製造方法は、更に、以下の被覆工程を備える。以下、工程ごとに説明する。上記方法（α）に適用可能な事項も合わせて説明する。
（準備工程）導体素線と、強磁性体から構成される磁性テープ材とを準備する。
（処理工程）上記導体素線及び上記磁性テープ材の少なくとも一部に表面処理を行って、上記導体素線よりも比抵抗が大きい無機材料から構成される無機被覆層を形成する。
（複合工程）上記導体素線の外周に上記磁性テープ材を巻回して強磁性体層を形成すると共に、上記導体素線と上記強磁性体層間に上記無機被覆層を備える複合中間材を作製する。
（加工工程）上記複合中間材に伸線加工及び圧延加工の少なくとも一方を施して、加工材を作製する。
（熱処理工程）上記加工材に熱処理を施す。
（被覆工程）上記工程を経て製造されたコイル用線材の外周に絶縁被覆を形成する。
【０１０２】
・準備工程、被覆工程
上記方法（α）に用いる導体線１１の製造、上記方法（β）に用いる導体素線の製造、コイル用電線の製造における絶縁被覆２１の形成には、公知のエナメル線の製造方法を参照できる。導体線１１、導体素線の代表的な製造工程は、鋳造⇒熱間加工（圧延、鍛造、押出）⇒冷間加工（圧延、伸線）、適宜熱処理が挙げられる。絶縁被覆２１の代表的な製造工程は、絶縁材料の塗布⇒焼付が挙げられる。一般に、塗布及び焼付を複数回繰り返し行う。方法（α）、（β）では、磁性層１２又は防食層１５の外表面は、実質的に凹凸が無く平滑になるため、絶縁被覆２１を容易に設けられる。
【０１０３】
・・導体素線の準備
導体線１１、導体素線として、その表面に凹凸処理を施したものを利用できる。導体線１１の表面や導体素線の表面に微小な凹凸を有することで、強磁性体との接触面積を増大できる結果、導体線１１と磁性層１２との密着性を高められる。次の処理工程で導体素線に無機被覆層を形成する場合には、凹凸処理後に無機被覆層を形成すると、凹凸処理によって無機被覆層が剥離したり損傷したりせず好ましい。無機被覆層が十分に薄ければ（例、３μｍ程度以下）、無機被覆層の表面は、導体素線の凹凸に沿った凹凸を有することができる。凹凸処理は、例えば、ブラスト処理、研磨、レーザー処理などが挙げられる。
【０１０４】
・・磁性テープ材の準備
磁性テープ材は、強磁性体、好ましくは飽和磁束密度が高く、更に好ましくは比抵抗もある程度高い強磁性体から構成されるものを利用できる。市販品を利用してもよい。磁性テープ材の幅は適宜選択できる。
加工工程を含む上記方法（β）では、磁性テープ材を鉄などの金属から構成される金属テープとすると、加工性に優れて好ましい。上記方法（β）では、最終的に所定の厚さの磁性層１２が得られるように、加工度（減面率）などを考慮して、磁性テープ材の厚さを選択する。
上記方法（α）において磁性テープ材を用いて磁性層１２を形成する場合、上記鉄などの金属テープとすると、導体線１１の外周に巻き付け易く好ましい。上記方法（α）では、磁性テープ材の厚さが磁性層１２の厚さに実質的に相当することから、所定の厚さの磁性層１２が得られるように磁性テープ材の厚さを選択する。
【０１０５】
・処理工程
この工程では、用意した導体線１１、導体素線、磁性テープ材のうちの少なくとも一つに表面処理を施す。例えば、用意した導体線１１又は導体素線の少なくとも一部に、好ましくは全周面に、以下の表面処理を施すことで、導体線１１又は導体素線の外周に無機被覆層を備える被覆導体が得られる。又は、例えば、用意した磁性テープ材の少なくとも一部に、好ましくは一面又は両面に、以下の表面処理を施すことで、磁性テープ材の一面又は両面に無機被覆層を備える被覆テープ材が得られる。無機被覆層は表面処理を施した対象物との密着性に優れており、製造過程だけでなく、コイル使用時でも剥離し難い。無機被覆層は最終的に高抵抗層１４となるため、表面処理によって形成された高抵抗層１４は、長期に亘り、導体線１１と磁性層１２間の渦電流の低減効果を良好に維持できる。
【０１０６】
磁性テープ材の両面に無機被覆層を形成した場合、導体線１１側又は導体素線側に配置した一方の無機被覆層を最終的に高抵抗層１４とし、外側に配置した他方の無機被覆層を最終的に防食層１５とすることができる。磁性テープ材の両面に同一の表面処理を同一の条件で施すと、磁性テープ材の両面に同一の無機材料から構成され、実質的に同じ厚さの無機被覆層を形成できる。磁性テープ材の各面に異なる表面処理を施したり、条件を異ならせたり（溶液濃度や形成時間の変更など）することで、磁性テープ材の各面に異なる組成の無機材料からなる無機被覆層や、厚さが異なる無機被覆層などを形成できる。防食層１５とする無機被覆層は、耐食性に優れる無機材料、例えば上述の酸化物などで構成することが好ましい。
【０１０７】
無機被覆層を形成する表面処理は、以下の（Ａ）めっき、（Ｂ）熱処理、（Ｃ）溶液処理などが挙げられる。表面処理の種類によって形成される無機材料が異なるため、所定の組成の無機被覆層が得られるように表面処理を選択する。表面処理前に、導体線１１の表面や導体素線の表面、磁性テープ材の表面に酸洗浄や脱脂処理、電解研磨などを行うことができる。
【０１０８】
加工工程を含む上記方法（β）では、塑性加工に伴って、無機被覆層の厚さが変化する場合がある。最終的に所定の厚さの高抵抗層１４が得られるように、加工度（減面率）などを考慮して、所定の厚さの無機被覆層が形成できるように表面処理の条件を調整する。調整する条件としては、（Ａ）めっきでは浸漬時間や電流密度、溶液濃度など、（Ｂ）熱処理では雰囲気ガスの種類や濃度、加熱温度、保持時間など、（Ｃ）溶液処理では浸漬時間や溶液濃度などが挙げられる。
【０１０９】
上記方法（α）では、無機被覆層の厚さが高抵抗層１４の厚さに実質的に相当することから、所定の厚さの高抵抗層１４が得られるように、表面処理の条件を調整する。
【０１１０】
（Ａ）めっき
導体線１１又は導体素線よりも比抵抗が高いめっき層を形成できるように、めっき液の組成などを調整して、導体線１１又は導体素線又は磁性テープ材にめっきを施す。めっき層が無機被覆層になる。めっきを利用する場合、無機被覆層を構成する無機材料は、高抵抗層１４の組成の項で説明した金属（銅基合金、鉄系合金、ニッケル、ニッケル基合金、アルミニウム、アルミニウム基合金）が挙げられる。具体的なめっき方法は、電気めっき、溶融めっき、化学（無電解）めっきなどが挙げられる。金属種に応じてめっき方法を選択するとよい。複数のめっき層を備える多層構造の無機被覆層を形成してもよい。アルミナイズ（伸光金属株式会社の商品名）といった溶融めっきを利用して、アルミニウム層の最表面にアルミナ層を備えるといった、金属層と非金属層とを備える多層構造の無機被覆層を形成してもよい。
【０１１１】
（Ｂ）熱処理
導体線１１又は導体素線又は磁性テープ材を、酸素元素を含む雰囲気（例、大気など）で加熱して、導体線１１又は導体素線の構成金属元素を含む酸化物、又は磁性テープ材の構成元素を含む酸化物を形成する。導体線１１や導体素線が銅又は銅基合金から構成される場合には、銅酸化物を形成できる。磁性テープ材が鉄又は鉄系合金から構成される場合には、鉄酸化物を形成できる。
【０１１２】
具体的な条件は、例えば以下が挙げられる。
（銅酸化物の形成）熱処理温度１２０℃以上３００℃以下、保持時間１分以上５００時間以下
（鉄酸化物の形成）熱処理温度１３０℃以上１５０℃以下、保持時間３０分以上６０分以下
又は、鉄酸化物は酸素を含む雰囲気中で高周波焼入れを行うことが挙げられる。
【０１１３】
導体線１１や導体素線がアルミニウム又はアルミニウム基合金から構成される場合には、酸素を含む雰囲気（例、大気など）で、室温（例、２０℃）にある程度保持しておくことでアルミニウム酸化物を形成できる。更に加熱を行えば、所望の厚さの酸化物層を形成し易い。
【０１１４】
（Ｃ）溶液処理
導体線１１又は導体素線又は磁性テープ材を、各種の溶液に浸漬などすることで、導体線１１又は導体素線の構成金属元素を含む酸化物や塩などの化合物、又は磁性テープ材の構成元素を含む酸化物や塩などの化合物を形成する。
例えば、シルブライト（日本カーリット株式会社製）を用いた黒化処理を利用すれば、銅や銅基合金からなる導体線１１又は導体素線の表面に銅酸化物を形成できる。
例えば、パルコート（日本パーカライジング株式会社製）を用いた化成処理を利用すれば、アルミニウムやアルミニウム基合金からなる導体線１１又は導体素線の表面にアルミニウム酸化物を形成できる。
例えば、リン酸塩皮膜処理（パーカー処理と呼ばれることがある）などの化成処理を利用すれば、鉄や鉄系合金からなる磁性テープ材の表面にリン酸鉄などを形成できる。
例えば、四三酸化鉄処理（黒染処理と呼ばれることがある）などのアルカリ処理を利用すれば、鉄や鉄系合金からなる磁性テープ材の表面に鉄酸化物を形成できる。
【０１１５】
・複合工程
無機被覆層を備える被覆導体と、無機被覆層を備えていない磁性テープ材とを利用する場合、被覆導体の外周に磁性テープ材を巻回して強磁性体層を形成する。こうすることで、導体素線と強磁性体層間に無機被覆層を備える複合中間材が得られる。又は、導体線１１と磁性テープ材の巻回層からなる磁性層１２間に無機被覆層からなる高抵抗層１４を備えるコイル用線材１０が得られる。
【０１１６】
無機被覆層を備えていない導体素線と、一面に無機被覆層を備える片面被覆磁性テープ材とを利用する場合、導体素線の外周に、無機被覆層を導体素線側に向けて片面被覆磁性テープ材を巻回して強磁性体層を形成することで、導体素線と強磁性体層間に無機被覆層を備える複合中間材が得られる。両面に無機被覆層を備える両面被覆テープ材を用いる場合、導体素線と強磁性体層間に加えて強磁性体層の外周にも無機被覆層を備える複合中間材が得られる。外周側に配置される無機被覆層は、最終的に防食層１５を形成する。
導体素線に代えて、導体線１１の場合も磁性テープ材を同様に巻回することで、導体線１１と片面被覆磁性テープ材の巻回層からなる磁性層１２間に、無機被覆層からなる高抵抗層１４を備えるコイル用線材１０Ａが得られる。又は導体線１１と両面被覆磁性テープ材の巻回層からなる磁性層１２間に、無機被覆層からなる高抵抗層１４を備え、磁性層１２の外周に無機被覆層からなる防食層１５を備えるコイル用線材１０Ｂが得られる。
【０１１７】
無機被覆層を備える被覆導体と、片面被覆磁性テープ材、又は両面被覆磁性テープ材を用いて複合中間材を形成することができる。この場合、磁性テープ材を同様に巻回することで、導体素線と強磁性体層間に、二層分の無機被覆層が介在し、最終的な高抵抗層１４も二層構造となる。導体線１１を備える被覆導体であれば、導体線１１と磁性層１２間に、二層構造の高抵抗層１４を備えるコイル用線材１０が得られる。
【０１１８】
上述の磁性テープ材は、溶接やロウ付けなどを利用して、導体線１１や導体素線、被覆導体に接合することで、導体素線などに対して強磁性体層を固定できる。このような複合中間材は取り扱い易く、次の加工工程で伸線機や圧延機などに安定して供給できる。
【０１１９】
その他、無機被覆層を備える被覆導体を用いる場合、磁性テープ材の利用に代えて、めっきによって強磁性体層（導体線１１に対しては磁性層１２）を形成することができる。例えば、鉄をめっきする場合は硫酸第１鉄を含有するめっき液、パーマロイをめっきする場合は硫酸第１鉄及びスルファミン酸ニッケルを含有するめっき液を用いることが挙げられる。めっきの前処理として、無機被覆層を損傷しない範囲で酸洗浄や、脱脂などを行うことができる。
【０１２０】
・加工工程
複合中間材に、所定の寸法となるまで伸線加工及び圧延加工の少なくとも一方の塑性加工を施す。所定の大きさの導体線１１や所定の厚さの磁性層１２などを有するように加工度（減面率、圧下率など）を調整する。所定の寸法になるまで塑性加工を繰り返し行う場合は、加工間（パス間）に中間熱処理を行うことができる。中間熱処理を行うことで、加工歪みを除去でき、その後の加工性を高められる。ここで、複合中間材は、一般に樹脂よりも耐熱性に優れる金属や非金属無機材料によって構成される。そのため、熱処理温度を高められ、歪み除去を十分に行える。中間熱処理の条件は、主として導体素線の組成に応じて調整するとよい。具体的な条件は、後述の熱処理工程の条件を参照できる。
【０１２１】
・熱処理工程
最終寸法を有する加工材に熱処理（最終熱処理）を行うことで、上述のように加工歪みを除去して、導電性を高めたり、軟化してコイル成形性を高めたりするなどができる。熱処理条件は、導電性やコイル成形性などを考慮すると、導体線１１を構成する結晶の粗大化を招かない範囲で選択することが好ましい。例えば、熱処理温度は１５０℃以上９００℃以下、保持時間は１秒以上１０時間以下が挙げられる。方法（α）においても最終熱処理を施すことで、コイル成形性の向上などが期待できる。
【０１２２】
［試験例１］
導体線のみ（試料Ｎｏ．１−１００）、導体線の外周に強磁性体から構成される磁性層を備える線材（試料Ｎｏ．１−２００）、導体線と磁性層間に導体線よりも比抵抗が高い材料から構成される高抵抗層とを備える線材（試料Ｎｏ．１−１）について、非通電時の損失、通電時の損失を比較した。この試験では、市販のシミュレーション解析ソフト（株式会社ＪＳＯＬ、ＪＭＡＧ）を用いて、損失を調べた。
【０１２３】
（試料）
各試料の導体線、磁性層、高抵抗層は以下とする。また、各試料の外径は、２．６ｍｍφで一定とする。
導体線は、無酸素銅（弱磁性体、比抵抗：１．７μΩ・ｃｍ）から構成される銅丸線とする。表１ではＣｕと示す。
磁性層は、鉄（飽和磁束密度：２Ｔ程度、比抵抗：９．８μΩ・ｃｍ、厚さ１８０μｍ）から構成されるものとする。表１ではＦｅと示す。
高抵抗層は、ＣｕＯ（弱磁性体、比抵抗：１００Ω・ｃｍ≫鉄の比抵抗、厚さ５μｍ）から構成されるものとする。高抵抗層の面積割合{（横断面における高抵抗層の断面積）／（導体線＋高抵抗層＋磁性層の合計断面積）×１００}は、０．７％である。
高抵抗層の比抵抗の測定は以下のように行う。試料の線材から磁性層を除去して高抵抗層を露出させ、露出させた高抵抗層の外周面を測定面として四探針プローブを押し当て、市販の四探針式測定器（例えば、ナプソン株式会社製のものなど）を用いて室温（ここでは２０℃）の条件下で測定する。
磁性層の飽和磁束密度の測定は以下のように行う。試料の線材を所定の長さに切断して測定試料とし、市販の直流ＢＨカーブトレーサ（メトロン技研株式会社製のものなど）を用いて、試料の長さ方向に直流励磁させた状態でＢＨ曲線を測定する。この磁界の強さが８００Ｈ／Ａ時の値を磁性層の飽和磁束密度とする。
【０１２４】
試料Ｎｏ．１−１００は、磁性層及び高抵抗層を備えていない導体線のみである。
試料Ｎｏ．１−２００は、導体線の外周に磁性層を備える。
試料Ｎｏ．１−１は、導体線の外周に、内側から順に、高抵抗層、磁性層を備える。
【０１２５】
（損失の測定）
図５に示す測定回路を構成し、この測定回路を用いて各試料の線材の損失を調べた。
図５に示す測定回路１００は、ギャップ１１１が形成されたＣ字状の磁性コア１１０と、磁性コア１１０に巻回された１次コイル１２１及び２次コイル１２２と、信号発生器１３１を有するＢ−Ｈアナライザ１３０とを備える。
損失の測定は、次のように行う。
各試料の線材を所定の長さに切断し、得られた測定試料Ｓを磁性コア１１０のギャップ１１１に挿入する。Ｂ−Ｈアナライザ１３０の信号発生器１３１から励磁信号を発生させ、増幅器１３２を介して１次コイル１２１に励磁電流ｉ１を流し、ギャップ１１１に交流磁界を発生させる。交流磁界の測定周波数、磁束密度を変えたときに抵抗１３３に流れる励磁電流ｉ１と２次コイル１２２の両端に生じた誘起電圧Ｖ２とを測定して得られる交流抵抗成分から測定系の損失を解析する。
【０１２６】
ここでは、各試料に対して、ある交流磁界の測定周波数におけるギャップ１１１の磁束密度が同じ値になるように１次コイル１２１の電流を調整したときの各試料の損失（Ｗ）を非通電時の損失として測定する。
また、この測定系において、信号発生器１３１の周波数と同期するように交流周波数の電流を測定試料Ｓに流す。ここでは、測定試料Ｓにおける通電方向が、ギャップ１１１を通過する磁束方向（図５では上下方向）に直交する方向（図５では紙面に直交）となるように測定試料Ｓに通電する。そして、上述のようにギャップ１１１に交流磁界が発生した状態であって、かつ測定試料Ｓに上記通電方向で通電した状態における各試料の損失（Ｗ）を通電時の損失（通電あり）として測定する。
【０１２７】
ここでは、導体線のみの試料Ｎｏ．１−１００について、非通電時の損失を基準とし、この基準に対する各試料の相対値を求めた。表１，図４にこの相対値を損失低減率（％）として示す。表１において、損失低減率がマイナス（−）であれば、基準よりも損失が低減されていることを示し、このときの損失低減率の絶対値が大きいほど、損失が低減されていることを意味する。図４では、導体線に生じる渦電流損（渦損）、磁性層に生じる渦電流損（渦損）、導体線及び磁性層に生じる電力損失（銅損）をそれぞれ分けて示す。
【０１２８】
【表１】
2017174621.tif 000003
【０１２９】
非通電時に着目すると、磁性層を備える試料Ｎｏ．１−１，１−２００は、導体線のみである試料Ｎｏ．１−１００よりも損失を低減できることが分かる。このことから、コイルに通電されていない状態で何らかの外部磁界がコイルに鎖交した場合に、磁性層を備える線材でコイルを構築することで、損失を低減できることが分かる。
【０１３０】
更に、通電時に着目すると、導体線のみの試料Ｎｏ．１−１００は、損失が極めて増大することが分かる。一方、磁性層を備える試料Ｎｏ．１−１，１−２００は、通電時に損失が増大する試料Ｎｏ．１−１００に比較して、損失を低減できることが分かる。特に、高抵抗層を備える試料Ｎｏ．１−１の損失低減効果は、試料Ｎｏ．１−２００よりも大きいこと、この試験例では２倍以上大きいことが分かる。
【０１３１】
この試験から、コイル用線材やコイル用電線として、導体線の外周に磁性層を備える場合に更に導体線直上に高抵抗層を備えることで、渦電流に起因する損失を一層低減できることが示された。
【０１３２】
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及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１３３】
本発明のコイル用線材及び本発明のコイル用電線は、モータ、リアクトル、トランス（変圧器）、ＩＨヒータ（誘導加熱装置）などに備えるコイルに好適に利用できる。本発明のコイル用線材の製造方法及び本発明のコイル用電線の製造方法は、コイル用線材、コイル用電線の製造に利用できる。
【符号の説明】
【０１３４】
１０，１０Ａ，１０Ｂ  コイル用線材
１１  導体線  １２  磁性層  １４  高抵抗層  １５  防食層
２０，２０Ａ  コイル用電線
２１  絶縁被覆
１００  測定回路  Ｓ  測定試料（コイル用電線）
１１０  磁性コア    １１１  ギャップ  １２１  １次コイル  １２２  ２次コイル
１３０  Ｂ−Ｈアナライザ  １３１  信号発生器  １３２  増幅器  １３３  抵抗
【図１】
2017174621.tif 000004
【図２】
2017174621.tif 000005
【図３】
2017174621.tif 000006
【図４】
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【図５】
2017174621.tif 000008