絕緣電線和線圈的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種絕緣電線和線圈。絕緣電線具備：將截面輪廓為非圓形的9根金屬覆蓋銅線（4）集合而整體的截面輪廓形成正方形的集合線（11）、第1絕緣覆蓋層（1）、第2絕緣覆蓋層（2）、第3絕緣覆蓋層（3）。金屬覆蓋銅線（4）為在銅線（4a）的外周形成錫或錫合金或鋅或鋅合金的金屬覆蓋層（4b）的銅線。也可以使用銅合金線或鋁線或鋁合金線代替銅線（4a）。在從直流至高頻的寬頻帶中能夠平均地使損失減小。
【專利說明】絕緣電線和線圈
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種絕緣電線和線圈，更詳細(xì)地說，本發(fā)明涉及從直流到高頻的寬頻帶中平均損失小的絕緣電線和線圈。
【背景技術(shù)】
[0002]先前以來，已知有具備集合線和絕緣覆蓋層的絕緣電線以及使用該絕緣電線的線圈，其中，該集合線通過截面輪廓為非圓形的多根導(dǎo)線的相鄰導(dǎo)線彼此利用漆包層絕緣，配列并集合，從而整體輪廓形成圓形，該絕緣覆蓋層通過在該集合線的外周纏繞絕緣膠帶而形成(例如，參考專利文獻(xiàn)I)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2010-177075號公報
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006](發(fā)明要解決的問題)
[0007]使用單導(dǎo)線的絕緣電線的線圈，雖然在從直流至數(shù)kHz左右的頻帶的損失小，但是由于在更高的頻帶中來自鄰近線匝的磁場產(chǎn)生的渦電流的流動，因此損失變大。
[0008]此外，使用上述現(xiàn)有的絕緣電線的線圈，由于與使用單導(dǎo)線的絕緣電線的線圈相比渦電流難以流動，因此在比數(shù)kHz左右高的頻帶中損失變小。但是，在相同的線徑下，直流電阻值因漆包層而增加，因此在低頻帶損失變大。
[0009]但是，例如在電動機用線圈中，要求從啟動時至高速旋轉(zhuǎn)時，即在從直流至高頻中平均損失小。此外，在開關(guān)電源用扼流線圈中，由于直流與脈動電流重疊流動，因此仍然要求在從直流至高頻中平均損失小。
[0010]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種在從直流至高頻的寬頻帶中平均損失小的絕緣電線和線圈。
[0011](解決技術(shù)問題的技術(shù)方案)
[0012]在第一方面，本發(fā)明提供一種絕緣電線，其特征在于具備:集合線，將多根在銅線或銅合金線或鋁線或鋁合金線的外周形成錫或錫合金或鋅或鋅合金的金屬覆蓋層的截面輪廓為非圓形的金屬覆蓋導(dǎo)線集合，整體的截面輪廓形成大致正方形或大致圓形；第I絕緣覆蓋層，覆蓋所述集合線的外周。[0013]在根據(jù)上述第一方面的絕緣電線中，使用在銅線或銅合金線或鋁線或鋁合金線之間存在與銅線或銅合金線或鋁線或鋁合金線相比4倍以上高電阻的錫類或鋅類(錫鋅合金包含于上述雙方的類型中)的金屬覆蓋層的集合線，因此能夠抑制渦電流，與相同線徑的單導(dǎo)線相比，能夠降低高頻中的損失。此外，該金屬覆蓋層由于不是如漆包層那樣的絕緣體，因此直流電阻值的增加小，與現(xiàn)有的使用漆包層的絕緣電線和線圈相比，如果相同線徑，能夠降低低頻中的損失。即，在從直流至高頻的寬頻帶中能夠平均地使損失減小。[0014]此外，錫類或鋅類的金屬覆蓋層焊接容易，與現(xiàn)有的使用漆包層的絕緣電線相比，改善焊接性能，有利于線圈制造時的成本降低或可靠性。
[0015]此外，由于在錫類或鋅類的金屬覆蓋層的表面上自然生成厚度數(shù)十nm的非常致密的氧化膜，因此雖然氧化膜在制造時被部分破壞，但是在其他部分中，利用該氧化膜，能夠提高銅線或銅合金線或鋁線或鋁合金線對于氣體等的耐腐蝕性(在制造時的壓縮/拉伸工序，氧化膜被部分破壞，在金屬覆蓋導(dǎo)線間的接觸面上，金屬彼此接合而導(dǎo)通)
[0016]另外，如果將整體的截面輪廓形成大致正方形(包含正方形至帶有圓潤的正方形)，則具有能夠使卷線時的線間的空隙減少的優(yōu)點。另一方面，如果將整體的截面輪廓形成大致圓形(包含圓形至歪曲的圓形)，則容易用膠帶覆蓋集合線的外周。
[0017]并且，當(dāng)選擇鋁線或鋁合金線時，與銅線或銅合金線相比，能夠得到輕的電線。
[0018]為了將整體的截面輪廓形成大致正方形，在將多根線通過大致正方形模具進(jìn)行壓縮之后，不揉捻而平行捆起，之后立即形成第一絕緣覆蓋層而進(jìn)行制造。與揉捻的情況相t匕，能夠使得到的外徑減小，并且，還能夠縮短線長，因此能夠降低直流電阻。此外，由于不需要揉捻加工工序，因此能夠提高生產(chǎn)性，降低制造成本。
[0019]為了將整體的截面輪廓形成大致圓形，將多根線通過大致圓形模具進(jìn)行壓縮之后，能夠平行捆起而制造，但是，通過在壓縮后以適當(dāng)?shù)墓?jié)距(例如層心徑的30倍以下)進(jìn)行揉捻，能夠使其具有良好的可撓性。并且，由于經(jīng)過揉捻集合線不松散，因此在形成第一絕緣覆蓋層的工序之前，能夠暫時纏繞于繞線筒，即，能夠?qū)⒓暇€的壓縮/揉捻工序與其后的絕緣覆蓋層形成工序分開。
[0020]從提高高頻特性的觀點來看，構(gòu)成集合線的線數(shù)優(yōu)選為4根以上。并且，在集合線的制造中使用大致圓形模具進(jìn)行壓縮時，從壓縮性的觀點來看，優(yōu)選為11根以下。
[0021]在第二方面中，本發(fā)明提供一種絕緣電線，其特征在于，在根據(jù)上述第一方面的絕緣電線中，所述集合線含有I根以上的裸銅線或裸銅合金線或裸鋁線或裸鋁合金線。
[0022]在根據(jù)上述第二方面的絕緣電線中，由于增加了銅截面積或銅合金截面積或鋁截面積或鋁合金截面積，因此在重視從直流至低頻頻帶的用途中是有用的。
[0023]此外，在集合線的中心部，如果以裸銅線或裸銅合金線或裸鋁線或裸鋁合金線彼此不鄰接的方式進(jìn)行配列，則在中心部，在銅線或銅合金線或鋁線或鋁合金線之間存在錫或錫合金或鋅或鋅合金的金屬覆蓋層，抑制了渦電流，因此能夠增強損失降低效果(在中心部抑制來自線圈的鄰近匝或磁芯間隙或附近的交變磁電路等的磁場所產(chǎn)生的渦電流，與在周緣部抑制相比，損失降低效果增強)。
[0024]在第三方面中，本發(fā)明提供一種絕緣電線，其特征在于，在根據(jù)上述第一或第二方面的絕緣電線中，所述集合線含有I根以上的漆包覆蓋線。
[0025]在根據(jù)上述第三方面的絕緣電線中，由于在漆包覆蓋線的部分能夠完全遮斷渦電流，因此在重視高頻率頻帶的用途中是有用的。
[0026]此外，如果在集合線的中心部配列漆包線，則在中心部漆包線阻止了渦電流，因此能夠增強損失降低效果(在中心部阻止來自線圈的鄰近匝或磁芯間隙或附近的交變磁電路等的磁場所產(chǎn)生的渦電流，與在周緣部阻止相比，損失降低效果增強)。
[0027]此外，如果在集合線的最外層以沒有漆包線的方式進(jìn)行配列，則能夠維持焊接性能的改善效果。[0028]在第四方面中，本發(fā)明提供一種絕緣電線，其特征在于，在根據(jù)上述第一至第三方面中任一方面的絕緣電線中，在所述第I絕緣覆蓋層的外周形成第2絕緣覆蓋層，在所述第2絕緣覆蓋層的外周形成第3絕緣覆蓋層。
[0029]在根據(jù)上述第四方面的絕緣電線中，由于絕緣覆蓋層為3層以上，因此被視為符合安全規(guī)格的強化絕緣電線，當(dāng)使用在開關(guān)電源等中使用的高頻變壓器時，不需要在初級/二級之間設(shè)置絕緣隔板等，有助于高頻變壓器的小型化等。
[0030]在第五方面中，本發(fā)明提供一種絕緣電線，其特征在于，在根據(jù)上述第一至第四方面中任一方面的絕緣電線中，通過樹脂擠出形成所述絕緣覆蓋層。
[0031]在根據(jù)上述第五方面的絕緣電線中，與絕緣膠帶纏繞相比能夠提高生產(chǎn)性。
[0032]在第六方面中，本發(fā)明提供一種線圈，其特征在于，纏繞根據(jù)上述第一至第五方面中任一方面的絕緣電線。
[0033]在根據(jù)上述第六方面的線圈中，在從直流至高頻的寬頻帶中能夠平均地使損失減小。
[0034](發(fā)明的效果)
[0035]根據(jù)本發(fā)明的絕緣電線和線圈，在從直流至高頻的寬頻帶中能夠平均地使損失減小。
【專利附圖】

【附圖說明】[0036]圖1是示出實施例1涉及的絕緣電線的側(cè)面圖。[0037]圖2是圖1的A-A’截面圖。[0038]圖3是示出用于制造實施例1涉及的絕緣電線的線束的截面圖。[0039]圖4是示出實施例1涉及的線圈的立體圖。[0040]圖5是示出實施例1涉及的線圈的頻率特性的圖表。[0041]圖6是示出實施例2涉及的絕緣電線的截面圖。[0042]圖7是示出實施例3涉及的絕緣電線的截面圖。[0043]圖8是示出實施例4涉及的絕緣電線的截面圖。[0044]圖9是示出實施例5涉及的絕緣電線的側(cè)面圖。[0045]圖10是圖9的B-B’截面圖。[0046]圖11是示出用于制造實施例5涉及的絕緣電線的線束的截面圖。[0047]圖12是示出實施例5涉及的線圈的頻率特性的圖表。[0048]符號說明[0049]I第I絕緣覆蓋層[0050]2第2絕緣覆蓋層[0051]3第3絕緣覆蓋層[0052]4金屬覆蓋銅線[0053]4a、4a，、4a” 銅線[0054]4b、4b’、4b”金屬覆蓋層[0055]5裸銅線[0056]6漆包覆蓋銅線[0057]6b漆包覆蓋層
[0058]11、11’ 集合線
[0059]20 線圈
[0060]21 磁芯
[0061]101 ?104、201 絕緣電線。
【具體實施方式】
[0062]下面，通過如圖所示的實施方式進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明。另外，本發(fā)明并不限定于此。
[0063]—實施例1—
[0064]圖1是示出實施例1涉及的絕緣電線101的側(cè)面圖。圖2是圖1的A-A’截面圖。
[0065]該絕緣電線101具有:集合線11，將截面輪廓為非圓形的9根金屬覆蓋銅線4平行集合，整體的截面輪廓形成大致正方形；第I絕緣覆蓋層1，通過擠出將集合線11的外周進(jìn)行樹脂覆蓋而形成；第2絕緣覆蓋層2，通過擠出將第I絕緣覆蓋層I的外周進(jìn)行樹脂覆蓋而形成；第3絕緣覆蓋層3，通過擠出將第2絕緣覆蓋層2的外周進(jìn)行樹脂覆蓋而形成。
[0066]金屬覆蓋銅線4為在銅線4a的外周形成錫或錫合金或鋅或鋅合金的金屬覆蓋層4b的銅線。
[0067]例如，圖3示出如下形成的集合線11’:在外徑0.63mm的截面輪廓為圓形的銅線4a’的外周以厚度1μ m以下電鍍錫或錫合金或鋅或鋅合金的金屬覆蓋層4b’，在由此得到的中心線4’的周圍，平行集合8根在外徑0.39mm的截面輪廓為圓形的銅線4a’ ’的外周以厚度1μ m以下電鍍錫或錫合金或鋅或鋅合金的金屬覆蓋層4b’’的外層線4’’，由此得到集合線11’。
[0068]將該集合線11’通過口徑為1.0mm的正方形模具進(jìn)行壓縮/拉伸，制造集合線11(壓縮/拉伸工序)，通過擠出在該集合線11的外周進(jìn)行3個階段的樹脂覆蓋(擠出覆蓋工序)，由此能夠連續(xù)地制造Imm見方的絕緣電線101。
[0069]此外，優(yōu)選的是，利用通過模具時的熱量或通過另外進(jìn)行加熱，將金屬覆蓋層4b’和金屬覆蓋層4b’’熔融、冷卻，使線彼此熱粘。
[0070]圖4是示出在磁芯21的周圍將絕緣電線101以螺旋狀纏繞而形成的線圈20的立體圖。
[0071]磁芯21為直徑是20mm的鐵芯。
[0072]線圈20的匝數(shù)為20匝。
[0073]圖5的a是圖4所示的線圈20僅銅損的頻率-電阻值特性。
[0074]除了使用外徑Imm的圓單線(DCR標(biāo)準(zhǔn))以外，電阻值以對于相同構(gòu)造的線圈的直流電阻值的相對值表示。
[0075]圖5的b示出除了使用漆包覆蓋層代替金屬覆蓋層4b以外，相同構(gòu)造的線圈的頻率-電阻值特性。
[0076]圖5的c示出除了使用Imm見方的單線代替絕緣電線101以外，相同構(gòu)造的線圈的頻率-電阻值特性。
[0077]并且，圖5的f示出除了使用外徑Imm的圓單線(DCR標(biāo)準(zhǔn))以外，相同構(gòu)造的線圈的頻率-電阻值特性。
[0078]可知，實施例1的線圈20在從直流至高頻的寬頻帶中能夠平均地使損失減小。例如，在48極電動機中，在3000rpm?9000rpm形成1.2kHz?3.6kHz的高頻，但是在
1.2kHz?3.6kHz下，可知實施例1的線圈20損失最小。
[0079]—實施例2-
[0080]圖6是示出實施例2涉及的絕緣電線102的截面圖。
[0081]該絕緣電線102為將I根實施例1的絕緣電線101的最外層的金屬覆蓋銅線4抽出并用裸銅線5代替。12是集合線。
[0082]該絕緣電線102與實施例1的絕緣電線101相比，在低頻率頻帶的特性優(yōu)異。
[0083]—實施例3-
[0084]圖7是示出實施例3涉及的絕緣電線103的截面圖。
[0085]該絕緣電線103為將實施例1的絕緣電線101的中心部的金屬覆蓋銅線4用漆包覆蓋銅線6代替。6b為漆包覆蓋層。13為集合線。
[0086]該絕緣電線103與實施例1的絕緣電線101相比，在高頻率頻帶的特性優(yōu)異。
[0087]—實施例4—
[0088]圖8是示出實施例4涉及的絕緣電線104的截面圖。
[0089]該絕緣電線104與實施例1的絕緣電線101相比，為帶有圓潤的正方形。這可以通過改變模具的形狀來制造。
[0090]該絕緣電線104與實施例1的絕緣電線101相比，在通過絕緣膠帶的纏繞構(gòu)成第I絕緣覆蓋層和第2絕緣覆蓋層和第3絕緣覆蓋層的情況下，易于纏繞絕緣膠帶。
[0091]—實施例5—
[0092]圖9是示出實施例5涉及的絕緣電線201的側(cè)面圖。圖10是圖9的B-B’截面圖。
[0093]該絕緣電線201具有:集合線11，將截面輪廓為非圓形的7根金屬覆蓋銅線4平行集合，整體的截面輪廓形成大致圓形；第I絕緣覆蓋層1，通過擠出將集合線11的外周進(jìn)行樹脂覆蓋而形成；第2絕緣覆蓋層2，通過擠出將第I絕緣覆蓋層I的外周進(jìn)行樹脂覆蓋而形成；第3絕緣覆蓋層3，通過擠出將第2絕緣覆蓋層2的外周進(jìn)行樹脂覆蓋而形成。
[0094]金屬覆蓋銅線4為在銅線4a的外周形成錫或錫合金或鋅或鋅合金的金屬覆蓋層4b的銅線。
[0095]例如，圖11示出如下形成的集合線11’:在外徑0.4mm的截面輪廓為圓形的銅線4a’的外周以厚度I μ m以下電鍍錫或錫合金或鋅或鋅合金的金屬覆蓋層4b’而形成金屬覆蓋線4’，平行集合7根由此形成的金屬覆蓋線4’而形成集合線11’。
[0096]將該集合線11’通過口徑1.0mm的圓形模具進(jìn)行壓縮/拉伸，制造集合線11 (壓縮/拉伸工序)，通過擠出在該集合線11的外周進(jìn)行3個階段的樹脂覆蓋(擠出覆蓋工序)，由此能夠連續(xù)地制造外徑Imm的絕緣電線201。
[0097]圖12的d是除了使用絕緣電線201以外，與圖4所示的線圈20相同構(gòu)造的線圈僅銅損的頻率-電阻值特性。
[0098]除了使用外徑Imm的圓單線(DCR標(biāo)準(zhǔn))以外，電阻值以對于相同構(gòu)造的線圈的直流電阻值的相對值表示。
[0099]圖12的e示出除了使用漆包覆蓋層代替金屬覆蓋層4b以外，相同構(gòu)造的線圈的頻率-電阻值特性。
[0100]并且，圖12的f示出除了使用外徑Imm的圓單線(DCR標(biāo)準(zhǔn))以外，相同構(gòu)造的線圈的頻率-電阻值特性。
[0101]可知，圖12的d所示的實施例5的線圈在從直流至高頻的寬頻帶中能夠平均地使損失減小。例如，在48極電動機中，在3000rpm?9000rpm形成1.2kHz?3.6kHz的高頻，但是在1.2kHz?3.6kHz下,可知實施例5的線圈損失最小。
[0102]—實施例6—
[0103]可以將I根實施例5的絕緣電線201的最外層的金屬覆蓋銅線4抽出并用裸銅線5代替。在該情況下，與實施例5的絕緣電線201相比，在低頻率頻帶的特性優(yōu)異。
[0104]—實施例7—
[0105]可以將實施例5的絕緣電線201的中心部的金屬覆蓋銅線4用漆包覆蓋銅線代替。在該情況下，與實施例5的絕緣電線201相比，在高頻率頻帶的特性優(yōu)異。
[0106]—實施例8—
[0107]可以形成比實施例5的絕緣電線201歪曲的圓形。這可以通過改變模具的形狀而制造。
[0108]—實施例9—
[0109]可以使用銅合金線代替實施例1?實施例8的銅線。
[0110]—實施例10 —
[0111]可以使用鋁線代替實施例1?實施例8的銅線。
[0112]—實施例11 —
[0113]可以使用鋁合金線代替實施例1?實施例8的銅線。
[0114](產(chǎn)業(yè)上的利用可能性)
[0115]本發(fā)明的絕緣電線和線圈能夠在電動機或開關(guān)電源用變壓器等中進(jìn)行利用。
【權(quán)利要求】
1.一種絕緣電線，其特征在于具備:集合線，將多根在銅線或銅合金線或鋁線或鋁合金線的外周形成錫或錫合金或鋅或鋅合金的金屬覆蓋層的截面輪廓為非圓形的金屬覆蓋導(dǎo)線集合，整體的截面輪廓形成大致正方形或大致圓形?’第I絕緣覆蓋層，覆蓋所述集合線的外周。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣電線，其特征在于，所述集合線含有I根以上的裸銅線或裸銅合金線或裸鋁線或裸鋁合金線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的絕緣電線，其特征在于，所述集合線含有I根以上的漆包覆蓋線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的絕緣電線，其特征在于，在所述第I絕緣覆蓋層的外周形成第2絕緣覆蓋層，在所述第2絕緣覆蓋層的外周形成第3絕緣覆蓋層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的絕緣電線，其特征在于，通過樹脂擠出形成所述絕緣覆蓋層。
6.一種線圈，其特 征在于，纏繞權(quán)利要求1至5中任一項所述的絕緣電線。
【文檔編號】H01B7/02GK103460305SQ201180069641
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2011年3月30日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月30日
【發(fā)明者】依田直人, 駒村昇平, 高義雄, 山口正, 柳原正宏 申請人:東京特殊電線株式會社