(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂被覆機の、一端側から他端側にかけて開口幅が直線的に大きくなる台形状スリットに、扁平断面を有する平角導体を、前記一端側から他端側に前記扁平断面の長手方向を向けて通しつつ、平角導体の周囲に樹脂を押し出して、平角導体の周囲に前記扁平断面の長手方向の一端側から他端側にかけて被覆厚が大きくなる絶縁被覆を形成した樹脂絶縁被覆平角電線を、前記被覆厚が大きい側の端面がコイルの外周面となるようにエッジワイズ巻きすることを特徴とする樹脂絶縁被覆エッジワイズコイルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂絶縁被覆エッジワイズコイル、絶縁被覆エッジワイズコイルの製造方法、絶縁被覆平角電線および樹脂絶縁被覆平角電線の製造方法に関し、さらに詳しくは、絶縁被覆の被覆厚がコイルの外周側と内周側とで同等になる樹脂絶縁被覆エッジワイズコイルおよび絶縁被覆エッジワイズコイルの製造方法、その製造方法の実施のために使用する絶縁被覆平角電線およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は、従来の樹脂絶縁被覆平角電線の一例を示す斜視図である。図１２は、図１１のＰ−Ｐ’断面図である。
この樹脂絶縁被覆平角電線５１は、扁平角形断面を有する平角導体１の周囲に一定の被覆厚τ’の樹脂絶縁被覆５２を形成した構造である。
樹脂絶縁被覆平角電線５１の寸法は、例えば幅Ｗが２ｍｍ、平角導体１の厚さｈが０.１８ｍｍ、被覆厚τが０.１ｍｍである。
【０００３】
図１３は、樹脂絶縁被覆平角電線５１をエッジワイズ巻き（平角電線の扁平断面の長手方向を半径方向とするコイル巻回方法）して製造した樹脂絶縁被覆エッジワイズコイル５００を示す斜視図である。なお、巻線後の樹脂絶縁被覆平角電線の参照符号を５１ａに変更する。
樹脂絶縁被覆エッジワイズコイル５００の内径ｄは、例えば５ｍｍである。
【０００４】
図１４は、図１３のＱ−Ｑ’端面図である。図１５は、図１４の破線部分α’の拡大図である。
樹脂絶縁被覆５２の内周側の被覆厚τｉに比して、外周側の被覆厚τｏが小さくなっている。例えば、内周側の被覆厚τｉ＝０.１２８ｍｍに対して、外周側の被覆厚τｏは０.０７１ｍｍとなっている。すなわち、外周側の被覆厚τｏと内周側の被覆厚τｉの比が１であることが好ましいが、実際には０.５５になっている。
このように被覆厚が変化する理由は、エッジワイズ巻きにより形成される円環の内周長が縮み応力により圧縮されると共に、円環の外周長が延展応力により伸長されるためである。
【０００５】
図１６，図１７により、樹脂絶縁被覆エッジワイズコイル５００の被覆厚について考察する。
図１６に示すように、樹脂絶縁被覆５２の扁平断面の長手方向の幅をＷ、全長をＬ、被覆厚をτとする。そして、扁平断面の長手方向の両端の微小幅δの部分ａ，ｂおよび部分ａから長手方向に距離ｅの微小幅δの部分ｃを想定し、これらの部分ａ，ｂ，ｃの体積をＶａ，Ｖｂ，Ｖｃとする。
体積Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃは次式で表される。
Ｖａ＝Ｖｂ＝Ｖｃ＝Ｌ×τ×δ                      …  （１）
【０００６】
次に、図１７に示すように、部分ａが内周側、部分ｂが外周側となるように樹脂絶縁被覆５２を内径ｄでエッジワイズ巻きする。部分ａ，ｂ，ｃの微小幅δは不変とし、厚さをτｉ，τｏ，τｃとする。エッジワイズ巻き後の部分ａ，ｂ，ｃの体積をＶＡ，ＶＢ，ＶＣとする。
体積ＶＡ，ＶＢ，ＶＣは次式で表される。
ＶＡ＝π×ｄ×τｉ×δ                              …（２）
ＶＢ＝π×（ｄ＋２×Ｗ）×τｏ×δ                  …（３）
ＶＣ＝π×（ｄ＋２×ｅ）×τｃ×δ                  …（４）
【０００７】
エッジワイズ巻きの前後で体積が不変と見なすと、
Ｖａ＝ＶＡ                                          …（５）
Ｖｂ＝ＶＢ                                          …（６）
Ｖｃ＝ＶＣ                                          …（７）
であるから、上記（１）（２）（５）式より、
Ｌ×τ×δ＝π×ｄ×τｉ×δ
整理すれば、
τｉ／τ＝Ｌ／（π×ｄ）                            …（８）
同様にして、
τｏ／τ＝Ｌ／｛π×（ｄ＋２×Ｗ）｝                …（９）
τｃ／τ＝Ｌ／｛π×（ｄ＋２×ｅ）｝                …（１０）
である。
【０００８】
ここで、部分ｃでの長さがエッジワイズ巻きの前後で等しいとすれば、
Ｌ＝π×（ｄ＋２×ｅ）                              …（１１）
であるから、これを代入すれば、
τｉ／τ＝（ｄ＋２×ｅ）／ｄ                        …（１２）
τｏ／τ＝（ｄ＋２×ｅ）／（ｄ＋２×Ｗ）            …（１３）
τｃ／τ＝１                                        …（１４）
となる。
【０００９】
数値例として、ｄ＝５ｍｍ，Ｗ＝２ｍｍ，ｅ＝０.７ｍｍならば、
τｉ／τ＝１.２８                                  …（１５）
τｏ／τ＝０.７１                                  …（１６）
となる。すなわち、内周側での被覆厚τｉは元の被覆厚τより２８％厚くなり、外周側での被覆厚τｏは元の被覆厚τより２９％薄くなる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来の樹脂絶縁被覆エッジワイズ巻きコイル５００では、内周側より外周側の樹脂絶縁被覆５２の被覆厚が小さくなり、内周側に比べて外周側での絶縁性能が低下する問題点がある。
また、従来の樹脂絶縁被覆平角電線５１では、エッジワイズ巻きした場合に、内周側より外周側の樹脂絶縁被覆５２の被覆厚が小さくなり、内周側に比べて外周側での絶縁性能が低下する問題点がある。
そこで、本発明の目的は、樹脂絶縁被覆エッジワイズコイル、絶縁被覆エッジワイズコイルの製造方法、絶縁被覆平角電線および樹脂絶縁被覆平角電線の製造方法に関し、さらに詳しくは、絶縁被覆の被覆厚がコイルの外周側と内周側とで同等になる樹脂絶縁被覆エッジワイズコイルおよび絶縁被覆エッジワイズコイルの製造方法、その製造方法の実施のために使用する絶縁被覆平角電線およびその製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、樹脂絶縁被覆平角電線をエッジワイズ巻きした樹脂絶縁被覆エッジワイズコイルであって、コイルの外周側における樹脂絶縁被覆の被覆厚とコイルの内周側における樹脂絶縁被覆の被覆厚の比が０.９以上１.１以下であることを特徴とする樹脂絶縁被覆エッジワイズコイルを提供する。
上記第１の観点による樹脂絶縁被覆エッジワイズコイルでは、被覆厚の差が１０％以下なので、コイルの外周側と内周側とで同等の絶縁性能を得られるようになる。すなわち、内周側に比べて外周側での絶縁性能が低下する不都合を防止できる。
【００１２】
第２の観点では、本発明は、扁平断面を有する平角導体の周囲に前記扁平断面の長手方向の一端側から他端側にかけて被覆厚が変化するように絶縁被覆を形成した絶縁被覆平角電線を、前記被覆厚が大きい側の端面がコイルの外周面となるようにエッジワイズ巻きすることを特徴とする絶縁被覆エッジワイズコイルの製造方法を提供する。
上記第２の観点による絶縁被覆エッジワイズコイルでは、扁平断面の長手方向の一端側から他端側にかけて被覆厚が変化するように絶縁被覆を形成した絶縁被覆平角電線を用い、その被覆厚が大きい側がコイルの外周面となるようにエッジワイズ巻きするので、内周側に比べて外周側の絶縁被覆が引き延ばされ、コイルの外周側と内周側とで絶縁被覆の被覆厚が同等になる。よって、内周側に比べて外周側での絶縁性能が低下する不都合を防止できる。
【００１３】
第３の観点では、本発明は、扁平断面を有する平角導体と、前記平角導体の周囲に前記扁平断面の長手方向の一端側から他端側にかけて被覆厚が変化するように形成された絶縁被覆とを具備したことを特徴とする絶縁被覆平角電線を提供する。
上記第３の観点による絶縁被覆平角電線では、被覆厚が大きい側がコイルの外周面となるようにエッジワイズ巻きすることにより、コイルの外周側と内周側とで絶縁被覆の被覆厚が同等になる絶縁被覆エッジワイズコイルを製造できる。
【００１４】
第４の観点では、本発明は、上記構成の絶縁被覆平角電線において、前記絶縁被覆の材料は、ポリオレフィン樹脂，ポリエステル樹脂，ポリアミド樹脂，ＦＥＰ，ＰＦＡ，ＥＴＦＥのいずれか又はそれらの組み合わせであることを特徴とする絶縁被覆平角電線を提供する。
上記第４の観点による絶縁被覆平角電線では、絶縁性，可撓性，耐久性，強度等に優れた樹脂絶縁被覆を形成できる。
【００１５】
第５の観点では、本発明は、一端側から他端側にかけて開口幅が変化する台形状スリットから樹脂を押し出して、走行する平角導体の周囲を被覆することを特徴とする樹脂絶縁被覆平角電線の製造方法を提供する。
上記第５の観点による樹脂絶縁被覆平角電線の製造方法では、台形状スリットから樹脂を押し出すので、一端側から他端側にかけて被覆厚が変化する樹脂絶縁被覆を形成することが出来る。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００１７】
−第１の実施形態−
図１は、第１の実施形態にかかる樹脂絶縁被覆平角電線を示す斜視図である。図２は、図１のＰ−Ｐ’断面図である。なお、図示の都合上、縦方向を拡大している。
この樹脂絶縁被覆平角電線１０は、扁平角形断面を有する平角導体１と、平角導体１の周囲に前記扁平角形断面の長手方向の一端側から他端側にかけて直線的に被覆厚が変化するように形成された樹脂絶縁被覆２とを具備して構成されている。
【００１８】
樹脂絶縁被覆平角電線１０の幅をＷとし、樹脂絶縁被覆２の扁平断面の長手方向の一端の被覆厚をτａ、他端の被覆厚をτｂとし、一端から距離ｅの部分の被覆厚をτｃとし、一端から距離ｅの部分が元の長さを維持するように内径ｄでエッジワイズ巻きする場合、
τａ＝τｃ×ｄ／（ｄ＋２×ｅ）                    …  （１７）
τｂ＝τｃ×（ｄ＋２×Ｗ）／（ｄ＋２×ｅ）        …  （１８）
とすればよい。但し、実際には、半径方向の変形もあるため、多少の調整が必要となる。
【００１９】
数値例を示すと、τｃ＝０.１ｍｍ，ｄ＝５ｍｍ，Ｗ＝２ｍｍ，ｅ＝０.７ｍｍならば、
τａ＝０.０７８ｍｍ
τｂ＝０.１４０ｍｍ
を基本とし、多少調整すればよい。これは、エッジワイズ巻き後に、内周側での被覆厚が元の被覆厚τａより２８％厚くなり、外周側での被覆厚が元の被覆厚τｂより２９％薄くなるのを、前もって補完しておく厚みである。
【００２０】
平角導体１の材料は、例えば、銅，銅合金，アルミニウム，アルミニウム合金，またはそれら金属の組み合わせである。
【００２１】
樹脂絶縁被覆２の材料は、例えば、ポリオレフィン樹脂，ポリエステル樹脂，ポリアミド樹脂，ＦＥＰ（四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体樹脂），ＰＦＡ（四フッ化エチレン−パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂），ＥＴＦＥ（四フッ化エチレン−エチレン共重合体樹脂）のいずれか又はそれら熱可塑性樹脂の組み合わせである。
【００２２】
図３は、上記樹脂絶縁被覆平角電線１０を製造する工程を示す説明図である。
供線機（図示せず）から繰り出された平角導体１は、樹脂被覆機２１に入線される。
樹脂被覆機２１は、ホッパー２２内の樹脂Ｊを押出機構によりダイス（図示せず）の台形状スリット２３から押し出して、走行する平角導体１の周囲を被覆する。台形状スリット２３は、図４に示すように一端側から他端側にかけて直線的に開口幅が変化するので、平角導体１の扁平角形断面の長手方向の一端側から他端側にかけて直線的に被覆厚が変化する樹脂絶縁被覆２が形成された樹脂絶縁被覆平角電線１０が得られる。その後、樹脂絶縁被覆平角電線１０は、巻取機（図示せず）に巻き取られる。
【００２３】
図５は、樹脂絶縁被覆平角電線１０をエッジワイズ巻きして製造した樹脂絶縁被覆エッジワイズコイル１００を示す斜視図である。なお、巻線後の樹脂絶縁被覆平角電線の参照符号を１０ａに変更する。
樹脂絶縁被覆エッジワイズコイル１００の内径ｄは、例えば５ｍｍである。
【００２４】
エッジワイズ巻きの際には、樹脂絶縁被覆平角電線１０を、被覆厚が大きい側すなわち被覆厚τｂを有する側がコイルの外周側となるように巻回する。
また、一端から距離ｅ＝Ｗ／３の部分が元の長さを維持するように巻回する。
【００２５】
図６は、図５のＱ−Ｑ’端面図である。図７は、図６の破線部分αの拡大図である。
コイルの内周側から外周側にかけて、均一な被覆厚τｃとなっている。上記数値例では、τｃ＝０.１ｍｍとなっている。
なお、平角導体１の微妙な変形や，樹脂絶縁被覆２の粘性のバラツキ等により、コイルの内周側と外周側とで被覆厚が異なることもあり得るが、被覆厚の比は０.９以上１.１以下に収まる。
【００２６】
上記樹脂絶縁被覆エッジワイズコイル１００によれば、コイルの内周側と外周側の被覆厚の差が１０％以下なので、コイルの外周側と内周側とで同等の絶縁性能を得られる。
また、上記樹脂絶縁被覆平角電線１０によれば、上記樹脂絶縁被覆エッジワイズコイル１００の製造に好適に使用できる。
【００２７】
−第２の実施形態−
図８に示す樹脂絶縁被覆平角電線２０のように、３層構造の樹脂絶縁被覆２−１，２−２，２−３を形成すれば、絶縁性，耐久性等を更に向上することが出来る。
【００２８】
−第３の実施形態−
図９に示す樹脂絶縁被覆エッジワイズコイル２００のように、らせん巻きの場合にも本発明を適用できる。
【００２９】
−第４の実施形態−
図１０に示す樹脂絶縁被覆エッジワイズコイル３００のように、アルファ巻きの場合にも本発明を適用できる。なお、図１０では、コイル渡り部３００ａを誇張して示しているが、実際には、もっと短い。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の樹脂絶縁被覆エッジワイズコイルおよびその製造方法によれば、コイルの内周側と外周側の被覆厚に差がなくなるため、内周側に比べて外周側での絶縁性能が低下する不都合を解消できる。従って、内径が小さく且つ絶縁特性の良いノイズフィルタ，パワーインダクタ，トランス，チョークコイル，ボイスコイル等を好適に製造できるようになる。
【００３１】
また、本発明の樹脂絶縁被覆平角電線およびその製造方法によれば、本発明の絶縁被覆エッジワイズコイルを好適に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態にかかる樹脂絶縁被覆平角電線を示す斜視図である。
【図２】図１のＰ−Ｐ’断面図である。
【図３】図１の樹脂絶縁被覆平角電線を製造する工程を示す斜視図である。
【図４】図１の樹脂絶縁被覆平角電線を製造する工程を示す正面図である。
【図５】図１の樹脂絶縁被覆平角電線をエッジワイズ巻きして製造した樹脂絶縁被覆エッジワイズコイルを示す斜視図である。
【図６】図５のＱ−Ｑ’端面図である。
【図７】図６の部分拡大図である。
【図８】第２の実施形態にかかる樹脂絶縁被覆平角電線を示す断面図である。
【図９】従来の樹脂絶縁被覆平角電線の一例を示す斜視図である。
【図１０】図９のＰ−Ｐ’断面図である。
【図１１】図９の樹脂絶縁被覆平角電線をエッジワイズ巻きして製造した従来の樹脂絶縁被覆エッジワイズコイルを示す斜視図である。
【図１２】図１１のＱ−Ｑ’端面図である。
【図１３】図１２の部分拡大図である。
【図１４】樹脂絶縁被覆のみを切り出した斜視図である。
【図１５】コイルの内周側と外周側の被覆厚さの差を示す説明図である。
【図１６】エッジワイズ巻き前の樹脂絶縁被覆の斜視図である。
【図１７】エッジワイズ巻き後の樹脂絶縁被覆の平面図である。
【符号の説明】
１０，２０              樹脂絶縁被覆平角電線
１                      平角導体
２                      樹脂絶縁被覆
１００                  樹脂絶縁被覆エッジワイズコイル
τｉ，τｏ              被覆厚
【図１】
0004190779.tif 000002
【図２】
0004190779.tif 000003
【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】
0004190779.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0004190779.tif 000012
【図１２】
0004190779.tif 000013
【図１３】
0004190779.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0004190779.tif 000016
【図１６】
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【図１７】
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