CN106486187A - 一种电磁线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁线，包括导体及均匀涂覆于所述导体外侧的绝缘层，所述导体截面的形状为方形，所述导体截面的四个角为与所述导体截面四条边平滑连接的四条拟合曲线，所述四条拟合曲线为：所述四个角对应的四个弧形倒角的圆弧上所有点到最近侧边垂直距离的1/6～5/6处的点、采用样条曲线拟合得到的曲线。本发明的电磁线通过在截面为方形的导体截面的四个角处设计为拟合曲线，使得绝缘层在该拟合曲线处得到加强，可以保证在绕制过程中，线圈的绝缘损失减少到最低；在保证可靠性的同时有效地提高了空间利用系数，降低了导体电阻和降低了功率损失，因此热辐射效果和热阻得以改善。

Description

一种电磁线

技术领域

本发明涉及电器设备技术领域，具体而言，涉及一种电磁线。

背景技术

目前，大多数的常规方形的截面为方形的四个角为圆角(以下将具有方形及四个角为弧形倒角的截面形状的线称之为“圆角方形”)。通过用绝缘层覆盖作为导体的圆角扁线而制成扁电磁线。当使用这样的扁电磁线制造线圈时，由于导体四个角为圆角，与没有圆角的方形相比仍存有较大的空隙，因此该线圈仍具有低容积利用系数的缺点。还已知制造了具有方形截面导体的电磁线，以解决该缺点。

但是，还已知就绝缘层的形成方法而言，形成圆角扁线需要与形成方形的常规方法不同的技术秘密。

通常，为了改善容积利用系数，截面形状优选为理想的方形。具体地说，在所有的角处不提供圆角的形状是最佳的。在截面形状是完美的方形的情况下，线被绕制同时侧面紧密地相互附着，从而侧面具有作为引导的功能。

但是，在对没有圆角的理想方形提供一绝缘层的情况下，出现了在拐角处绝缘层的厚度不均匀，甚至残缺的问题。例如，在利用方形模具将导体材料制成方形，各个拐角未有圆角，甚至出现了不利于形成绝缘膜的尖刺。在方形提供绝缘层的情况下，如上所述，在拐角处绝缘层厚度不均匀，甚至残缺。显然，作为绝缘线圈的电磁线是不可接受的。另外，在拐角处没有圆角的方形中提供绝缘层的情况下，在绕制过程过程中在一层叠在另一层的位置，例如第二层叠在第一层的位置，会出现绝缘层的匝间绝缘失效的现象。

因为方形的拐角没有圆角，所以拐角处容易相互接合。另一方面，在拐角处有圆角的情况下，如果圆角的半径太大，则在绕制过程中会出现所谓的滚落现象，其结果，容积利用系数变小，并且性能变坏。

另外，由于圆角的存在，其空间利用系数相对方形仍然为小，则在线圈中的电阻值仍然偏高，功率损失仍大等不良等现象。

发明内容

有鉴于此，本发明提供的一种电磁线，更好的克服了上述现有技术存在的问题和缺陷，通过改良导体截面的电磁线，利用该电磁线在其制造成本上与常规圆角方形的的成本有所降低的情况下可以获得高性能的线材及用该线材绕制的高质量线圈。

一种电磁线，包括导体及均匀涂覆于所述导体外侧的绝缘层，所述导体截面的形状为方形，所述导体截面的四个角为与所述导体截面四条边平滑连接的四条拟合曲线，所述四条拟合曲线为：所述四个角对应的四个弧形倒角的圆弧上所有点到最近侧边垂直距离的1/6～5/6处的点、采用样条曲线拟合得到的曲线。

进一步地，所述绝缘层的外侧覆盖有自粘层。

进一步地，所述绝缘层的材料为聚酰胺酰亚胺。

进一步地，所述导体的材料为铜。

进一步地，所述导体截面形状为正方形。

进一步地，所述圆弧的半径不大于所述正方形每条边的长度的1/3。

进一步地，所述正方形每条边的长度不大于0.8mm。

进一步地，所述导体截面的形状为长方形。

进一步地，所述圆弧的半径不大于所述长方形的短边长度的1/3。

进一步地，所述长方形的长边长度不大于2.0mm，所述长方形的短边长度不大于不大于0.8mm。

与现有技术相比，本发明的电磁线的有益效果是：

1、本发明的电磁线通过在截面为方形的导体截面的四个角处设计为拟合曲线，使得绝缘层在该拟合曲线处得到加强，可以保证在绕制过程中，线圈的绝缘损失减少到最低；且每条所述拟合曲线与构成其对应角的弧形倒角的圆弧的圆心到所述拟合曲线相邻侧边的两条垂线所组成的第一截面面积，为该弧形倒角的弧与其圆心到所述拟合曲线相邻侧边的两条垂线所组成的第二截面积的1.03～1.22倍，即上述第一截面面积相对于第二截面面积增加了3.32％～21.36％，在保证可靠性的同时有效地提高了空间利用系数，降低了导体电阻和降低了功率损失，因此热辐射效果和热阻得以改善。

2、进一步地，本发明的电磁线通过在绝缘层外覆盖具有粘合特性的自粘层，增加了线材成型性能及制成的线圈的品质。

3、进一步地，本发明中优选地当四个角处的弧形倒角的圆弧半径不大于方形截面短边的1/3时，电磁线导体的性能相对更优。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明电磁线的截面结构示意图；

图2为本发明的拟合曲线设计示意图；

图3为本发明实施例的拟合曲线的变化和导体截面的截面积变化的第一示意图；

图4为本发明实施例的拟合曲线的变化和导体截面的截面积变化的第二示意图；

图5为本发明实施例的拟合曲线的变化和导体截面的截面积变化的第三示意图；

图6为本发明实施例的拟合曲线的变化和导体截面的截面积变化的第四示意图；

图7为本发明实施例的拟合曲线的变化和导体截面的截面积变化的第五示意图；

图8为本发明的产生基础即方形和圆角方形的示意图。

附图标号说明：

1-导体；2-绝缘层；3-方形；4-圆角方形；5、51、52、53、54、55-

拟合曲线；6-自粘层。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对电磁线进行更全面的描述。附图中给出了电磁线的首选实施例。但是，电磁线可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对电磁线的公开内容更加透彻全面。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1所示，本发明提供了一种电磁线，包括导体1及均匀涂覆于所述导体1外侧的绝缘层2，所述导体1截面为方形。所述方形截面的四个角为与所述方形截面四条边平滑连接的四条拟合曲线5。所述四条拟合曲线5为所述四个角对应的四个弧形倒角的圆弧上所有点到最近侧边垂直距离的1/6～5/6处例如1/6、2/6、3/6、4/6或5/6等处的点、采用样条曲线拟合得到的曲线。

如图2所示为本发明的拟合曲线设计示意图，本示意图的拟合曲线采用弧形倒角的圆弧(圆弧半径R＝1时)上所有点到最近侧边垂直距离的4/6处的点采用样条曲线拟合的拟合曲线，得到拟合曲线的点优选如下表1所示的标准化后的坐标点。

表1

由上述描述可知，电磁线通过在截面为方形的导体截面的四个角处设计为拟合曲线5，使得绝缘层2在该拟合曲线处得到加强，可以保证在绕制过程中，线圈的绝缘损失减少到最低。且如图3所示，每条所述拟合曲线5与构成其对应角的弧形倒角的圆弧的圆心到所述拟合曲线5相邻侧边的两条垂线所组成的第一截面面积，为该弧形倒角的弧与其圆心到所述拟合曲线5相邻侧边的两条垂线所组成的第二截面积的1.03～1.22倍，即上述第一截面面积相对于第二截面面积增加了3.32％～21.36％，在保证可靠性的同时有效地提高了空间利用系数，降低了导体电阻和降低了功率损失，因此热辐射效果和热阻得以改善。

优选地，所述绝缘层2的外侧覆盖有自粘层6。

本发明的电磁线通过在绝缘层2外覆盖具有高强度粘合特性的自粘层6，增加了线材成型性能，能使电磁线紧紧的固化为一体。所述自粘层6可列举为聚酰胺、聚酯漆膜、聚乙烯醇缩丁醛漆膜或环氧聚酰胺漆膜等。

优选地，所述绝缘层2的材料为聚酰胺酰亚胺。

聚酰胺酰亚胺简称PAI，酰亚胺环和酰胺键有规则交替排列的一类聚合物。玻璃化温度250～300℃，250℃下具有优越的机械性能，热变形温度为269℃，模塑料拉伸强度为90MPa(23℃时)和59MPa(260℃时)，弯曲强度为157MPa(23℃时)和96MPa(260℃时)。使用温度从低温(-195℃)到230℃、尺寸稳定性和抗蠕变性优良，耐腐蚀、耐辐照，但在潮湿环境中吸湿。

聚酰胺酰亚胺的强度是当今世界上任何工业未增强塑料不可比拟的，其拉伸强度超过172MPa，它可在220℃下长期使用，300℃下不失重，450℃左右开始分解。其粘接性、柔韧性及耐碱性更佳，可与环氧树脂互混交联固化，耐磨性良好。同时它对金属和其它材料有很好的粘接性能，可以很好的用作绝缘包扎材料。

需要说明的是，本发明实施例并不限制绝缘层2的材料，所述绝缘层2的材料还可列举为聚酯漆膜、聚酯亚胺或聚酰亚胺等。

优选地，所述导体1的材料为铜。但是，本发明实施例并不限制导体1的材料，所述导体1的材料还可列举为铝或铜包铝、镀银铜线等。

优选地，所述导体1截面形状为正方形。

优选地，所述圆弧的半径不大于所述正方形每条边的长度的1/3。

优选地，所述正方形每条边的长度不大于0.8mm。

优选地，所述导体1截面形状为长方形。

优选地，所述圆弧的半径不大于所述长方形短边长度的1/3。

优选地，所述长方形的长边长度不大于2.0mm，所述长方形截面的短边长度不大于不大于0.8mm。

由上述描述可知，本发明实施例中，导体1截面既可以列举为正方形，也可以列举为长方形，优选地，当四个角处的弧形倒角的圆弧半径不大于导体截面短边的1/3时，电磁线导体1的性能相对更优。

需要说明的是，图8为本发明的产生基础，具有方形截面形状的方形3和具有弧形倒角的方形截面的圆角方形4相互重叠时获得的示意图。方形3的边长为L，且L的长度不大于0.8mm；圆角方形4的弧形倒角的圆弧半径是R，且R的长度不大于方形边长L的长度的1/3。例如在本发明实施例中，方形3的一个侧边的长度L₁设置为0.20mm。圆角方形4的边长L₂设置为0.20mm，四个角为弧形倒角，每个弧形倒角的圆弧半径设为0.025mm。

如图3所示，其中，导体截面的四个角为四个弧形倒角的圆弧上所有点到最近侧边垂直距离的5/6处的点采用样条曲线拟合得到与所述方形截面四条边平滑连接的四条拟合曲线51。每条所述拟合曲线与构成其对应角的弧形倒角的圆弧的圆心到所述拟合曲线相邻侧边的两条垂线所组成的第一截面面积，为该弧形倒角的弧与其圆心到所述拟合曲线相邻侧边的两条垂线所组成的第二截面积的1.22倍，即上述第一截面面积相对于第二截面面积增加了21.36％。

在本发明电磁线的截面形状是本发明的范围之外的情况，也就是，当导体截面的四个角为四个弧形倒角的圆弧上所有点到最近侧边垂直距离小于1/6处时的点采用样条曲线拟合得到与所述方形截面四条边平滑连接的四条拟合曲线时，其截面积空间有效利用系数降低，结果导致生产率下降；当导体截面的四个角为四个弧形倒角的圆弧上所有点到最近侧边垂直距离大于5/6处时的点采用样条曲线拟合得到与所述方形截面四条边平滑连接的四条拟合曲线时，会导致绝缘层的绝缘降低。并且在绕制过程中出现线落在正常绕制范围之外的所谓的滚落现象，并且线和线之间的间隙变得大于正常绕制圆角方形中的线与线之间的间隙。本发明的线不包括方形。当截面形状是完美的方形时，会出现在前面“背景技术”中所述的如绝缘层的厚度改变或残缺的缺陷问题。

在图3中，方形3的边长为L；圆角方形4的弧形倒角的圆弧半径是R；拟合曲线51与方形3的侧边相交的面积小于图5中所示的圆角方形4和方形3相互重叠时所产生的弧形倒角的面积。换句话说，本发明的导体2截面的面积大于圆角方形4的面积。如上所述，通过设计拟合曲线的尺寸,就可以将电磁线的导体截面1的面积设置为所希望的值，并获得拟合曲线上的绝缘层形状达到所希望的绝缘效果。

在图4中，方形3的边长为L；圆角方形4的圆角圆弧半径是R。其中，导体截面的四个角为四个弧形倒角的圆弧上所有点到最近侧边垂直距离的4/6处的点采用样条曲线拟合得到与所述方形截面四条边平滑连接的四条拟合曲线52。每条所述拟合曲线与构成其对应角的弧形倒角的圆弧的圆心到所述拟合曲线相邻侧边的两条垂线所组成的第一截面面积，为该弧形倒角的弧与其圆心到所述拟合曲线相邻侧边的两条垂线所组成的第二截面积的1.14倍，即上述第一截面面积相对于第二截面面积增加了14.36％。

在图5中，方形3的边长为L；圆角方形4的圆角圆弧半径是R。其中，导体截面的四个角为四个弧形倒角的圆弧上所有点到最近侧边垂直距离的3/6处的点采用样条曲线拟合得到与所述方形截面四条边平滑连接的四条拟合曲线53。每条所述拟合曲线与构成其对应角的弧形倒角的圆弧的圆心到所述拟合曲线相邻侧边的两条垂线所组成的第一截面面积，为该弧形倒角的弧与其圆心到所述拟合曲线相邻侧边的两条垂线所组成的第二截面积的1.11倍，即上述第一截面面积相对于第二截面面积增加了11.30％。

在图6中，方形3的边长为L；圆角方形4的圆角圆弧半径是R。其中，导体截面的四个角为四个弧形倒角的圆弧上所有点到最近侧边垂直距离的2/6处的点采用样条曲线拟合得到与所述方形截面四条边平滑连接的四条拟合曲线54。每条所述拟合曲线与构成其对应角的弧形倒角的圆弧的圆心到所述拟合曲线相邻侧边的两条垂线所组成的第一截面面积，为该弧形倒角的弧与其圆心到所述拟合曲线相邻侧边的两条垂线所组成的第二截面积的1.07倍，即上述第一截面面积相对于第二截面面积增加了7.23％。

在图7中，方形3的边长为L；圆角方形4的圆角圆弧半径是R。其中，导体截面的四个角为四个弧形倒角的圆弧上所有点到最近侧边垂直距离的1/6处的点采用样条曲线拟合得到与所述方形截面四条边平滑连接的四条拟合曲线55。每条所述拟合曲线55与构成其对应角的弧形倒角的圆弧的圆心到所述拟合曲线55相邻侧边的两条垂线所组成的第一截面面积，为该弧形倒角的弧与其圆心到所述拟合曲线相邻侧边的两条垂线所组成的第二截面积的1.03倍，即上述第一截面面积相对于第二截面面积增加了3.32％。

虽然没有示出，但是拟合曲线可以为与导体侧边平滑连接的圆弧到侧边垂直距离的其它比例处拟合一段曲线21的形式。在这种情况下，由拟合曲线、与四个导体侧边平滑连接的圆弧的圆心垂直侧边的半径R所组成的截面面积比由与四个导体侧边平滑连接的圆弧、该圆弧的圆心垂直侧边的半径R所组成的截面面积增加比例设置在本发明的范围内就满足了。

如上所述，通过改善导体部分的方形的截面形状，并且通过将方形截面的四个角设计为拟合曲线并且优化其尺寸，可以均匀和稳定地获得拐角处的绝缘层。另外，与圆角方形的容积利用系数相比较，该容积利用系数肯定地被改善，从而可以获得具有比圆角方形电磁线的性能更高的电磁线，并且在绕制过程中还可以进行稳定的绕制，该生产率并有所提升。

实施例1

通过使用本发明的电磁线制造的电感器，和使用导体1截面为常规圆角方形的电磁线制造的电感器作比较。

图8所示的作为本发明产生基础的方形3的侧边的长度均设置为0.31mm。圆角方形4的边长均设置为0.31mm，其弧形圆角的圆弧半径设为0.03875mm。预制图3所示的形状，也就是本发明实施例的导体1截面的一个侧边的长度设置为0.31mm，四个角对应的弧形倒角的圆弧半径设为0.03875mm，导体截面的四个角为四个弧形倒角的圆弧上所有点到最近侧边垂直距离的5/6处的点采用样条曲线拟合得到与所述方形截面四条边平滑连接的四条拟合曲线51。从而每条所述拟合曲线与构成其对应角的弧形倒角的圆弧的圆心到所述拟合曲线相邻侧边的两条垂线所组成的第一截面面积，为该弧形倒角的弧与其圆心到所述拟合曲线相邻侧边的两条垂线所组成的第二截面积的1.22倍，即上述第一截面面积相对于第二截面面积增加了21.36％。

本发明实施例的截面为方形的铜材质导体1外侧用绝缘层为聚酰胺酰亚胺漆膜覆盖，再在绝缘层外侧用自粘层为聚酰胺的自粘性漆覆盖，由此预制的电磁线为本发明例1。同样，在对比例1中，在截面为具有与本发明例1相同侧边长度的圆角方形4的铜材质导体外侧用绝缘层为聚酰胺酰亚胺漆膜覆盖，再在绝缘层外侧用自粘层为聚酰胺的自粘性漆覆盖，预制圆角方形电磁线。

对本发明例1和对比例1的线材电阻、击穿电压值性能进行比较，结果如下表2。

分别用本发明例1和对比例1制成电感电感器，其电感值和耐压值比较，结果如下表2。

如下表2的结果可以看出，本发明例1电磁线及制成的电感器的性能要优于对比例1电磁线及制成的电感器的性能，即本发明例1电磁线的电阻相对于对比例1的电磁线的电阻有所降低，且由本发明例1电磁线制成的电感器的品质及耐压性能相对于对比例1的电磁线制成的电感器有所改善和提高。

表2

实施例2

图8所示的作为本发明产生基础的方形3的侧边的长度均设置为0.31mm。圆角方形4的边长均设置为0.31mm，其弧形圆角的圆弧半径设为0.03875mm。通过使用作为基础的方形3和圆角方形4预制成以下的电磁线：图3所示并使用在本发明例1中的电磁线；导体截面的四个角为图4所示的四个弧形倒角的圆弧上所有点到最近侧边垂直距离的4/6处的点采用样条曲线拟合得到与所述方形截面四条边平滑连接的四条拟合曲线的电磁线，为本发明例2；导体截面的四个角为图5所示的四个弧形倒角的圆弧上所有点到最近侧边垂直距离的3/6处的点采用样条曲线拟合得到与所述方形截面四条边平滑连接的四条拟合曲线的电磁线，为本发明例3；导体截面的四个角为图6所示的四个弧形倒角的圆弧上所有点到最近侧边垂直距离的2/6处的点采用样条曲线拟合得到与所述方形截面四条边平滑连接的四条拟合曲线的电磁线，为本发明例4；导体截面的四个角为图7所示的四个弧形倒角的圆弧上所有点到最近侧边垂直距离的1/6处的点采用样条曲线拟合得到与所述方形截面四条边平滑连接的四条拟合曲线的电磁线，为本发明例5。

同样的，在对比例2中，在截面为具有与本发明例1相同侧边长度的圆角方形4的铜材质导体外侧用绝缘层为聚酰胺酰亚胺漆膜覆盖，再在绝缘层外侧用自粘层为聚酰胺的自粘性漆覆盖，预制圆角方形电磁线。

对本发明例1～5和对比例2的线材电阻、击穿电压值性能进行比较，结果如下表3。

分别用本发明例1～5和对比例2制成电感电感器，其电感值和耐压值比较，结果如下表3。

如下表3的结果可以看出，本发明例1～5电磁线及制成的电感器的性能均要优于对比例2电磁线及制成的电感器的性能，即本发明例1～5电磁线的电阻相对于对比例2的电磁线均有所降低，且由本发明例1～5电磁线制成的电感器的品质及耐压性能相对于对比例2的电磁线制成的电感器均有所改善和提高。

表3

尽管以上较多使用了表示结构的术语，例如“绝缘层”、“圆角方形”、“自粘层”等，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电磁线，包括导体及均匀涂覆于所述导体外侧的绝缘层，其特征在于：所述导体截面形状为方形，所述导体截面的四个角为与所述导体截面四条边平滑连接的四条拟合曲线，所述四条拟合曲线为：所述四个角对应的四个弧形倒角的圆弧上所有点到最近侧边垂直距离的1/6～5/6处的点、采用样条曲线拟合得到的曲线。

2.根据权利要求1所述的电磁线，其特征在于：所述绝缘层的外侧覆盖有自粘层。

3.根据权利要求1所述的电磁线，其特征在于：所述绝缘层的材料为聚酰胺酰亚胺。

4.根据权利要求1所述的电磁线，其特征在于：所述导体的材料为铜。

5.根据权利要求1所述的电磁线，其特征在于：所述导体截面形状为正方形。

6.根据权利要求5所述的电磁线，其特征在于：所述圆弧的半径不大于所述正方形每条边的长度的1/3。

7.根据权利要求5所述的电磁线，其特征在于：所述正方形每条边的长度不大于0.8mm。

8.根据权利要求1所述的电磁线，其特征在于：所述导体截面形状为长方形。

9.根据权利要求8所述的电磁线，其特征在于：所述圆弧的半径不大于所述长方形短边长度的1/3。

10.根据权利要求8所述的电磁线，其特征在于：所述长方形的长边长度不大于2.0mm，所述长方形的短边长度不大于0.8mm。