(57)【要約】【課題】絶縁コイルを構成する絶縁電線の外周形状が如何なる形状であっても、隣接する絶縁電線間に生じる隙間を埋めることができ、放熱性を向上させることのできる絶縁コイル及びその製造方法の提供を課題とする。【解決手段】絶縁電線２と、樹脂ファイバー３とで構成され、樹脂ファイバー３の断面形状を隣接する絶縁電線２間に生じる隙間Ｓの断面形状と略同一に構成してあることで隣接する絶縁電線２間に生じる隙間Ｓを埋めることができる絶縁コイル１である。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁電線を巻回してなる絶縁コイルであって、絶縁電線と樹脂ファイバーとを組み合わせてなることを特徴とする絶縁コイル。
【請求項２】
樹脂ファイバーは、隣接する絶縁電線間に生じる全ての隙間に充填されていることを特徴とする請求項１に記載の絶縁コイル。
【請求項３】
樹脂ファイバーは、隣接する絶縁電線間に生じる隙間のうち、その一部に充填されていることを特徴とする請求項１に記載の絶縁コイル。
【請求項４】
樹脂ファイバーは、１乃至複数からなり、その断面形状は、隣接する絶縁電線間に生じる隙間の断面形状と略同一に構成してあることを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の絶縁コイル。
【請求項５】
絶縁電線と樹脂ファイバーとを組み合わせてなる絶縁コイルの製造方法であって、絶縁電線をコアに巻回する工程と、隣接する絶縁電線間に生じる隙間を埋めるように樹脂ファイバーを巻回する工程とを有することを特徴とする絶縁コイルの製造方法。
【請求項６】
樹脂ファイバーを溶融することで、隣接する絶縁電線を一体化させて絶縁コイルを形成することを特徴とする請求項５に記載の絶縁コイルの製造方法。
【請求項７】
絶縁電線と樹脂ファイバーとを組み合わせてなる絶縁コイルの製造方法であって、まず絶縁電線をコアに巻回し、その後、隣接する絶縁電線間に生じる隙間に樹脂ファイバーを挿入して絶縁コイルを形成することを特徴とする絶縁コイルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁コイル及び絶縁コイルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、絶縁コイルとしては、絶縁電線の最外層を融着性の樹脂で構成すると共に、その外周形状を多角形等の直線状とし、隣接する絶縁電線を融着させることで絶縁コイルを形成するものがあった。
前記した従来技術として、例えば下記特許文献１、２がある。
絶縁電線の最外層を融着性の樹脂で構成すると共に、その外周形状を多角形等の直線状とし、隣接する絶縁電線を融着させて形成する絶縁コイルは、隣接する絶縁電線間に隙間が生じることを防止できると共に、隣接する絶縁電線を強固に固着させることができるメリットがある。
【特許文献１】特開平９−７３８１８号公報
【特許文献２】特開２００３−３１７５４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１、２に示すような絶縁コイルにおける問題は、隣接する絶縁電線間に隙間が生じないように、絶縁コイルを構成する絶縁電線の外周形状が直線状のものに限定されるという問題があった。
【０００４】
そこで本発明は、上記従来における問題点を解決し、絶縁コイルを構成する絶縁電線の外周形状が如何なる形状であっても、隣接する絶縁電線間に生じる隙間を埋めることができ、放熱性を向上させることのできる絶縁コイル及びその製造方法の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の絶縁コイルは、絶縁電線を巻回してなる絶縁コイルであって、絶縁電線と樹脂ファイバーとを組み合わせてなることを第１の特徴としている。
【０００６】
上記本発明の第１の特徴によれば、絶縁コイルは、絶縁電線と樹脂ファイバーとを組み合わせてなる構成としてあるので、隣接する絶縁電線間に生じる隙間に樹脂ファイバーを充填させることで隙間を埋めることができる。また絶縁電線と樹脂ファイバーとを別々に製造することができ、コストを抑えた絶縁コイルとすることができる。
【０００７】
また本発明の絶縁コイルは、上記本発明の第１の特徴に加えて、樹脂ファイバーは、隣接する絶縁電線間に生じる全ての隙間に充填されていることを第２の特徴としている。
【０００８】
上記本発明の第２の特徴によれば、上記本発明の第１の特徴による作用効果に加えて、樹脂ファイバーは、隣接する絶縁電線間に生じる全ての隙間に充填されている構成としてあるので、隣接する絶縁電線間に生じる隙間の全てを樹脂ファイバーで埋めることができる。よって隣接する絶縁電線間の全てに空気相が形成されることを防止でき、放熱性、耐サージ性を向上させることができる。
【０００９】
また本発明の絶縁コイルは、上記本発明の第１の特徴に加えて、樹脂ファイバーは、隣接する絶縁電線間に生じる隙間のうち、その一部に充填されていることを第３の特徴としている。
【００１０】
上記本発明の第３の特徴によれば、上記第１の特徴による作用効果に加えて、樹脂ファイバーは、隣接する絶縁電線間に生じる隙間のうち、その一部に充填されている構成としてあるので、隣接する絶縁電線間に生じる隙間の一部を樹脂ファイバーで埋めることができる。よって隣接する絶縁電線間の一部に空気相が形成されることを防止でき、放熱性、耐サージ性を向上させることができる。また他の一部は引き続き樹脂で充填されることなく保持されるので、空気等の流体の侵入を許容できる空間を残すことができる。
【００１１】
また本発明の絶縁コイルは、上記第１〜第３の何れかに記載の特徴に加えて、樹脂ファイバーは、１乃至複数からなり、その断面形状は、隣接する絶縁電線間に生じる隙間の断面形状と略同一に構成してあることを第４の特徴としている。
【００１２】
上記本発明の第４の特徴によれば、上記第１〜第３の何れかに記載の特徴による作用効果に加えて、樹脂ファイバーの断面形状は、隣接する絶縁電線間に生じる隙間の断面形状と略同一に構成してあるので、隣接する絶縁電線間に生じる隙間を一段と確実に樹脂ファイバーで埋めることができる。よって隣接する絶縁電線間に空気相が形成されることを一段と確実に防止できる。従って放熱性、耐サージ性を一段と向上させることができる。
【００１３】
また本発明の絶縁コイルの製造方法は、絶縁電線をコアに巻回する工程と、隣接する絶縁電線間に生じる隙間を埋めるように樹脂ファイバーを巻回する工程とを有することを第５の特徴としている。
【００１４】
上記本発明の第５の特徴によれば、絶縁電線をコアに巻回する工程と、隣接する絶縁電線間に生じる隙間を埋めるように樹脂ファイバーを巻回する工程とを有する構成としてあるので、絶縁電線をコアに巻回する工程で生じる隣接する絶縁電線間の隙間を樹脂ファイバーで確実に埋めることができる。よって隣接する絶縁電線間に空気相が形成されることを確実に防止でき、放熱性、耐サージ性を向上させることができる。また、それぞれの工程を分離することで、作業効率のよい絶縁コイルの製造方法とすることができる。
【００１５】
また本発明の絶縁コイルの製造方法は、上記本発明の第５の特徴に加えて、樹脂ファイバーを溶融することで、隣接する絶縁電線を一体化させて絶縁コイルを形成することを第６の特徴としている。
【００１６】
上記本発明の第６の特徴によれば、上記本発明の第５の特徴による作用効果に加えて、樹脂ファイバーを溶融することで、隣接する絶縁電線を一体化させて絶縁コイルを形成する構成としてあるので、溶融された樹脂ファイバーが、その後固化することで隣接する絶縁電線を強固に固着させ、全ての絶縁電線を確実に一体化させることができると共に、含浸ワニス処理を不要、若しくは簡略化することができ、作業効率のよい絶縁コイルの製造方法とすることができる。
【００１７】
また本発明の絶縁コイルの製造方法は、まず絶縁電線をコアに巻回し、その後、隣接する絶縁電線間に生じる隙間に樹脂ファイバーを挿入して絶縁コイルを形成することを第７の特徴としている。
【００１８】
上記本発明の第７の特徴によれば、まず絶縁電線をコアに巻回し、その後、隣接する絶縁電線間に生じる隙間に樹脂ファイバーを挿入して絶縁コイルを形成する構成としてあるので、絶縁電線をコアに巻回する過程で生じる隣接する絶縁電線間の隙間を後発的に樹脂ファイバーで確実に埋めることができる。よって隣接する絶縁電線間に空気相が形成されることを確実に防止でき、放熱性、耐サージ性を向上させることができる。また、それぞれの工程を分離することで、作業効率のよい絶縁コイルの製造方法とすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の絶縁コイル及び絶縁コイルの製造方法によれば、絶縁コイルを構成する絶縁電線の外周形状が如何なる形状であっても、隣接する絶縁電線間に生じる隙間を樹脂ファイバーで埋めることができる。よって放熱性、耐サージ性を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下の図面を参照して、本発明の実施の形態に係る絶縁コイル及び絶縁コイルの製造方法を説明し、本発明の理解に供する。しかし、以下の説明は本発明の実施形態であって、特許請求の範囲に記載の内容を限定するものではない。
【００２１】
図１は本発明の第１の実施形態に係る絶縁コイルを示し、（ａ）は絶縁コイルの断面図、（ｂ）は樹脂ファイバーの拡大断面図である。図２は第１の実施形態に係る絶縁コイルの変形例を示し、（ａ）は絶縁コイルの断面図、（ｂ）は樹脂ファイバーの拡大断面図である。図３は本発明の第２の実施形態に係る絶縁コイルを示し、（ａ）は絶縁コイルの断面図、（ｂ）は樹脂ファイバーの拡大断面図である。
【００２２】
まず図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係る絶縁コイル１は、絶縁電線を巻回してなる絶縁コイルであり、絶縁電線２と、樹脂ファイバー３とで構成されている。
【００２３】
前記絶縁電線２は、図１に示すように、導線２ａの外周に絶縁層２ｂを有する断面円形の絶縁電線である。絶縁電線２としては、例えば純銅や銅合金からなる絶縁電線等、公知の如何なる絶縁電線であってもよい。
また絶縁電線２の断面形状も、四角、六角等如何なるものであってもよいし、その導径も用途に応じて適宜変更可能である。
【００２４】
前記樹脂ファイバー３は、絶縁電線２を用いて絶縁コイル１を形成する際に、隣接する絶縁電線２間に生じる隙間Ｓに充填されるファイバー状の樹脂である。この樹脂ファイバー３は、図１に示すように、その断面形状を隣接する絶縁電線２間に生じる隙間Ｓと略同一としている。このような構成とすることで、隣接する絶縁電線２間に生じる隙間Ｓを樹脂ファイバー３で確実に埋めることができる。よって隣接する絶縁電線間に空気相が形成されることを防止でき、放熱性、耐サージ性を向上させることができる。
【００２５】
更に樹脂ファイバー３は、図１に示すように、その先端部が鋭角に尖った略三角形としている。このように先端部を尖った構成とすることで、隣接する絶縁電線２の接点部分に生じる隙間Ｓに何れか１つの先端部を挟み込ませることができる。これによって樹脂ファイバー３を仮止めさせることができる。よって、特に絶縁電線２をコアに巻回する工程と樹脂ファイバー３をコアに巻回する工程とを並行して絶縁電線１を製造する場合において、製造段階での樹脂ファイバー３のズレを効果的に防止できる。よって非常に作業効率のよい絶縁コイル１の製造方法とすることができる。
勿論、樹脂ファイバー３の断面形状は略三角形に限られるものではなく、隣接する絶縁電線２間に生じる隙間Ｓの形状に合わせて適宜変更可能である。
【００２６】
また図１に示すように、樹脂ファイバー３は、隣接する絶縁電線２間に生じる全ての隙間Ｓに充填されている。このような構成とすることで、全ての隙間Ｓを樹脂ファイバー３で確実に埋めることができる。よって隣接する絶縁電線間の全てに空気相が形成されることを防止でき、絶縁コイル１全体の放熱性、耐サージ性を向上させることができる。
【００２７】
また樹脂ファイバー３は、融着性の樹脂で構成されており、樹脂ファイバー３を溶融させることで隣接する絶縁電線２が相互に固着される。このような構成とすることで、樹脂ファイバー３の外周形状は隣接する絶縁電線２間に生じる隙間Ｓと略同一であるところ、隣接する絶縁電線２と樹脂ファイバー３とが相互に隙間なく接着される。これにより隣接する絶縁電線２間に生じた隙間Ｓを完全に埋めることができる。よって隣接する絶縁電線２間に空気相が形成されることを完全に防止でき、放熱性、耐サージ性を一段と向上させることができる。
また樹脂ファイバー３は、隣接する絶縁電線２間に生じる全ての隙間Ｓに充填されているので、全体として絶縁電線２を一体的に強固に固着させて絶縁コイル１を形成させることができる。
【００２８】
樹脂ファイバー３に用いられる樹脂としては、例えばポリアミド、ポリエステル、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、各種フッ素樹脂等、モーターの使用温度領域で絶縁性が保たれるものであれば特に制限はない。ファイバーの樹脂としては、コイルを熱処理して絶縁電線同士を接着し、コイルを一体化するため、熱可塑性樹脂を用いても構わないし、一体化したコイルの耐熱性を向上させ、機械的強度の向上により振動等によるコイルの絶縁電線がばらけるのを抑制するため、ファイバーの樹脂に硬化剤や架橋剤等を配合しても構わない。
【００２９】
また樹脂ファイバー３を隣接する絶縁電線２間に生じる隙間Ｓに充填させる方法としては、例えば１乃至複数本の絶縁電線２と１乃至複数本の樹脂ファイバー３とを交互に組み合わせて同時にコアに巻回させるようなものとすることができる。このような構成とすることで、絶縁電線２と樹脂ファイバー３とを同時にコアに積層させることができると共に、隣接する絶縁電線２間に生じる隙間Ｓに樹脂ファイバー３を自動的に充填させることができる。よって隣接する絶縁電線２間に生じる隙間Ｓに樹脂ファイバー３を漏れなく充填させることができ、作業効率のよい絶縁コイル１の製造方法とすることができる。
また、まず絶縁電線２のみをコアに巻回させ、その後、隣接する絶縁電線２間に生じる隙間Ｓに、その断面形状と略同一で且つ充填される隙間Ｓと略同長の樹脂ファイバー３を挿入して充填させるようなものとすることもできる。このような構成とすることで、絶縁電線２をコアに巻回させる工程と、樹脂ファイバー３を隣接する絶縁電線２間に生じる隙間Ｓに挿入して充填させる工程とを分離させて行うことができ、作業効率のよい絶縁コイル１の製造方法とすることができる。
【００３０】
また樹脂ファイバー３には、放熱用フィラーを含有させている。このような構成とすることで、放熱性を一段と向上させることができる。
放熱用フィラーとしては、ＢＮ、ＳｉＣ、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＮ、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２等があり、これらの無機絶縁材料から適宜選択して用いることができる。例えばＢＮの熱伝導率は約２１０（Ｗ／ｍ・Ｋ）であり、ＳｉＣの熱伝導率は２７０（Ｗ／ｍ・Ｋ）であり、ＡｌＮの熱伝導率は約１７０（Ｗ／ｍ・Ｋ）であり、樹脂材料の熱伝導率（０．２Ｗ／ｍ・Ｋ前後）よりも極めて高い。またＡｌ２Ｏ３の熱伝導率は約３６（Ｗ／ｍ・Ｋ）であり、ＲＮ等に比べると低いが、価格が安いので、フィラーを混入させるための製造コストの増大を抑制することができる利点がある。
尚、樹脂ファイバー３には、放熱用フィラーに加えて、酸化防止剤、潤滑剤、顔料、染料等を適宜添加させても勿論よい。その他、コイル化作業性向上のため、ファイバー表面には潤滑油を塗布しても構わない。
【００３１】
次に図２を参照して、本発明の第１の実施形態の変形例に係る絶縁コイル１０は、図１に示す前記絶縁コイル１における樹脂ファイバー３の形状を別のものに変えている。その他の部分は前記絶縁コイル１と同一である。同一部材、同一機能を果たすものには同一番号を付し、以下の説明を省略する。
【００３２】
図２に示すように、第１の実施形態の変形例における樹脂ファイバー３０は、断面円形とする樹脂ファイバーが３つ組み合わされて構成されている。また樹脂ファイバー３０を構成する個々の樹脂ファイバーが、その両側に配置される絶縁電線２と接し、全体として樹脂ファイバー３０が隣接する絶縁電線２間に生じる隙間Ｓを構成する絶縁電線２の全てに略内接するように配置されている。このような構成とすることで、隣接する絶縁電線２間に生じる隙間Ｓの形状が如何なるものであっても、樹脂ファイバー３０を構成する個々の樹脂ファイバーの組み合わせ本数、組み合わせ方を適宜変更させるだけで、隙間Ｓをほぼ埋めることができる。よって樹脂ファイバー３０を構成する個々の樹脂ファイバーは１種類だけで足り、コスト面に配慮した絶縁コイル１とすることができる。
また融着性の樹脂で構成される樹脂ファイバー３０を隣接する絶縁電線２間に生じる全ての隙間Ｓに充填させることで、隣接する絶縁電線２を全体として強固に一体化させて絶縁コイル１０を形成させることができる。
【００３３】
樹脂ファイバー３０を構成する個々の樹脂ファイバーは、まず３本の樹脂ファイバーが組み合わされた状態で隣接する絶縁電線２間に生じる隙間Ｓに充填されるような構成であってもよいし、個々の樹脂ファイバーが別々に隣接する絶縁電線２間に生じる隙間Ｓに充填され、後発的に３本の樹脂ファイバーが組み合わされるような構成であっても勿論よい。
また樹脂ファイバー３０を構成する個々の樹脂ファイバーの断面形状は円形に限る必要はなく、少なくとも組み合わせた状態で隣接する絶縁電線２間に生じる隙間Ｓに内接するように配置させることができるものであれば、三角形、四角形等如何なる形状であってもよいし、その導径も適宜変更可能である。
【００３４】
次に図３を参照して、本発明の第２の実施形態に係る絶縁コイル１００は、図１に示す前記絶縁コイル１における樹脂ファイバー３を全ての隙間Ｓではなく、選択した隙間Ｓに充填するようにしたものである。その他の部分は前記絶縁コイル１と同一である。同一部材、同一機能を果たすものには同一番号を付し、以下の説明を省略する。
【００３５】
図３に示すように、本第２の実施形態においては、樹脂ファイバー３を隣接する絶縁電線２間に生じる隙間Ｓのうち、選択した隙間Ｓに且つ樹脂ファイバー３を溶融させることで全ての絶縁電線２を一体化できる位置に、充填する構成としている。このような構成とすることで、隣接する絶縁電線２間に生じる隙間Ｓの一部に空気相が形成されることを防止でき、放熱性、耐サージ性を向上させることができる。また他の一部は引き続き樹脂で充填されることなく保持されるので、空気等の流体の侵入を許容できる空間を残すことができる。
また全体として絶縁電線２を一体的に固着させて絶縁コイル１００を形成させることができる。
尚、本第２の実施形態においては、樹脂ファイバー３の断面形状を隣接する絶縁電線２間に生じる隙間Ｓと略同一とし、隙間Ｓの全体を埋めることができる構成としているが、このような構成とはせず、隣接する絶縁電線２間に生じる隙間Ｓの断面形状の一部を埋めるような形状とすることも勿論可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は絶縁コイルとして、モーターや変圧器等のコイルに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る絶縁コイルを示し、（ａ）は絶縁コイルの断面図、（ｂ）は樹脂ファイバーの拡大断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る絶縁コイルの変形例を示し、（ａ）は絶縁コイルの断面図、（ｂ）は樹脂ファイバーの拡大断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る絶縁コイルを示し、（ａ）は絶縁コイルの断面図、（ｂ）は樹脂ファイバーの拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１        絶縁コイル
２        絶縁電線
２ａ      導線
２ｂ      絶縁層
３        樹脂ファイバー
１０      絶縁コイル
３０      樹脂ファイバー
１００    絶縁コイル
Ｓ        隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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