CN108039228A - 一种漆包线 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种漆包线，该漆包线包括导体与覆盖导体的绝缘层；导体的截面包括相互平行的第一边与第二边以及连接在第一边与第二边之间的侧边，侧边的第一圆弧连接第一边，第三圆弧连接第二边，第二圆弧连接在第一圆弧与第三圆弧之间，第一边与第二边的距离为a，第一圆弧的半径等于第三圆弧的半径，第一圆弧与的半径为（1/3～1/6）a，第二圆弧的半径为（0.60～2.0）a，采用以上结构，在液态的绝缘层涂覆导体的过程中，液态绝缘层从曲率半径小的部位向曲率半径大的部位流动，使得液态绝缘层在半径小的圆弧处得到保留，使得绝缘层液态在侧边上各圆弧之间的曲线连接处能够被均匀涂覆，有效提高了空间利用系数，降低导体电阻及相应的功率损耗。

Description

一种漆包线

技术领域

本发明涉及电导体领域，尤其是涉及一种漆包线。

背景技术

目前，大多的常规漆包线的导体的截面呈类长方形，为保证其绝缘层涂覆效果，参见图1，导体截面两侧边5为R=(1/2)a半圆弧的连接线，通过用绝缘层覆盖作为导体的半圆弧扁平线而制成的扁平漆包线，当使用这样的扁平漆包线绕制线圈时，由于导体两侧边5为半圆弧状，在绕制过程中层叠的漆包线之间仍存在较大的间隙,容易导致降低占积率、电阻率及功率损耗大等问题，同时散热及共振效果差等相关缺点。

为解决上述问题，将漆包线的导体截面的4个角设为圆角，参见图2，通过用绝缘层覆盖作为导体截面包括4个圆角6（或其他方式连接的4条曲线）扁平线而制成漆包线，参见图3，当使用这样的扁漆包线绕制线圈时，受绝缘层涂覆工艺的影响，导体截面越接近于矩形或方形绝缘层就越容易在圆角6（或其他连接曲线）处造成涂覆材料的流失导致绝缘层厚度难以增加或残缺，在漆包线绕制过程中容易在此缺陷处造成绝缘层损伤而影响整体电性能。但是导体截面为矩形的漆包线，能够解决上述缺陷。

为了改善容积利用系数，导体截面为矩形，即截面形状的4个角全部为直角形状，在截面为完美的矩形的情况下，线材在绕制过程中两侧面紧密地相互附着即层叠的漆包线中漆包线之间的间隙较小，从而侧面具有作为引导的功能。

但是，理想的矩形具有难于在四个直角处形成绝缘层的缺点。例如矩形截面导体主要是通过扁平模具制成，模具的设计在4个拐角处都存在类似于圆角的倒角，在导体材料通过拉制时会产生不利于绝缘层涂覆的尖角或毛刺，使得绝缘层在其倒角处会出现涂覆残缺或根本无法形成绝缘层和不均匀等现象，因此会导致完成线材相关性能的不良。同时对没有倒角的矩形漆包线提供绝缘层的情况下，在线材绕制过程中一层叠一层，比如第二层叠在第一层的位置，参见图4、图5，因为截面为矩形漆包线的4个角没有倒角，所以直角处4容易相互接合，会出现绝缘层被破坏的现象。另一方面，如果有倒角的情况下，倒角（圆角）半径太大（例如半圆弧设计），容易在线圈绕制过程中出现滚落现象，为此也会导致容积率变小和性能变化的情况。

综上所述，为了解决导体截面为理想矩形的漆包线所存在的以上问题,参见图6，通过导体截面中的4个倒角7为最小圆弧形或其他形式的连接曲线来驱使整个导体截面更接近于矩形，同时又可以杜绝理想矩形漆包线线在绝缘层涂覆的过程中存在的缺陷。但是，根据绝缘层涂覆的工艺来说，因绝缘材层8在涂覆过程中存在表面张力，受4个为圆弧状的倒角7的（或其他连接曲线）曲率半径的影响，在附加压力促使绝缘层8向平面流动时，四个圆弧状的倒角7处的绝缘层8不易被涂厚或流失，当设计理念约越趋近于理想的矩形或方形时，4个角曲率半径越小越容易造成绝缘层8在涂覆过程中向两侧直线状（曲率半径相当于无限大）流动或流失，为此也会导致倒角7处出现绝缘层厚度不均或残缺，从而影响整体性能变化现象。

因导体截面更接近于矩形，受导体加工宽厚比率的影响，在规定宽边尺寸的条件下，宽厚比率越大，导体截面形成模具的加工量就越大，形成阻力也会越大，容易在导体拉制过程中造成断线，同时也容易在模具腔体内形成导体残留物，此残留物使其后续通过导体表面受到损伤或导致表面缺陷。在此情况下，如果导体断头多及表面存在损伤或缺陷，容易在绝缘层涂覆过程中无法达到连续性加工和绝缘层涂覆不均匀及残缺现象，为此也会导致线材和线圈性能变化现象。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种绝缘层厚度均匀并且层叠的漆包线之间间隙较小的漆包线。

为实现上述的主要目的，本发明提供的漆包线包括导体与覆盖导体的绝缘层；导体的截面包括相互平行的第一边与第二边以及连接在第一边与第二边之间的侧边，侧边包括三段圆弧，三段圆弧分别为第一圆弧、第二圆弧与第三圆弧，第一圆弧连接第一边，第三圆弧连接第二边，第二圆弧连接在第一圆弧与第三圆弧之间，第一边与第二边的距离为a，第一圆弧的半径等于第三圆弧的半径，第一圆弧与的半径为（1/3～1/6）a，第二圆弧的半径为（0.60～2.0）a。

由此可见，侧边为三段圆弧组成的圆滑线，其中第一圆弧与第三圆弧的半径相等，连接在第一圆弧与第三圆弧之间的第二圆弧的半径大于第一圆弧的半径，在液态状态的绝缘层涂覆导体的过程中，当绝缘层液态沿侧边流动的过程中绝缘层的曲率半径发生变化时，在表面张力与附加压力促使液态由曲率半径小的部位向曲率半径大的部位流动，由于第二圆弧的半径大于第一圆弧的半径，使得绝缘层液态在压力的作用下从第一圆弧流动至第二圆弧，并且由于两段圆弧之间的半径差，使得液态绝缘层在半径小的圆弧处得到保留，使得绝缘层液态在侧边上各圆弧之间的曲线连接处能够被均匀涂覆，有效提高该漆包线的性能；侧边为三段圆弧连接线的导体截面的面积大于侧边为半圆弧的导体截面的面积，有效提高了空间利用系数，降低导体电阻及相应的功率损耗。

进一步的方案是，第一边的长度与第二边的长度相等，导体的截面的长度为b，b与a的比率为1.03：1～25:1。

可见，b与a的比值能够有效控制导体截面形成模具的加工量，避免导体在拉直过程中出现断线，从而避免绝缘层在涂覆导体的过程中无法连接加工的现象。

进一步的方案是，绝缘层外覆盖有自粘性层。

可见，通过在绝缘层外覆盖自粘性层，有助于提高层叠的漆包线之间的紧密性，从而提高线圈的性能。

进一步的方案是，自粘性层包括聚酯亚胺、聚酰胺酰亚胺以及聚氨酯中的一种或多种。

进一步的方案是，b为0.155mm～7.50mm。

可见，b为0.155mm～7.50mm时再根据b与a的比例以及的加工的工艺确定a的数值，b与a相对应的数值可适应工业生产的同时，有效控制导体截面的加工量，使得导体能够顺利被加工的同时保证导体的性能。

进一步的方案是，a为0.02mm～1.80mm。

附图说明

图1是本发明漆包线的背景技术中侧边为半圆弧的导体截面图。

图2是本发明漆包线的背景技术中包括四个圆角的导体截面图。

图3是本发明漆包线的背景技术中包括四个圆角的导体涂覆绝缘层后的截面的示意图。

图4是本发明漆包线的背景技术中截面为矩形的导体涂覆绝缘层后的截面图。

图5是图4C处的放大图。

图6是本发明漆包线的背景技术中四个倒角为圆弧的导体涂覆绝缘层后的截面的示意图。

图7是本发明漆包线实施例的截面图。

图8是本发明漆包线实施例中导体的截面图。

图9是本发明漆包线实施例中导体涂覆绝缘层后的部分截面的示意图。

图10是本发明漆包线实施例的导体与侧边为半圆弧的导体的对比示意图。

图11是本发明漆包线实施例的导体与包括四个圆角的导体的对比示意图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

本发明的漆包线作为用电器的主要原材料，为保证用电器的质量，需保证漆包线的导体导电性能好，绝缘层均匀。本发明的漆包线的导体的截面包括第一边、第二边以及设置有第一边与第二边之间的侧边，侧边由三段圆弧组成，三段圆弧中的第一圆弧与第三圆弧的半径相等，设置在第一圆弧与第三圆弧的第二圆弧的半径大于第一圆弧的半径，三段圆弧之间的半径差，使绝缘层在表面张力的作用下绝缘层在第一圆弧与第三圆弧处的流动得到限制，使得第一圆弧与第三圆弧均匀被涂覆，并且由三段圆弧形成的侧边与第一边、第二边组成的导体的截面的形状接近矩形，线圈内层叠的漆包线之间的间隙较小，提高线圈使用性能。

参见图7，本发明的漆包线包括导体1、覆盖导体1的绝缘层2以及覆盖绝缘层2的自粘性层3。在本实施例中，导体1的截面为沿导体的长度延伸方向的一端的纵截面。导体的组成材料可为铜、铝、铜合金或铜包铝，其中铜包铝的结构形式为将铜带同心地包覆在铝杆的外表面并进行焊接，使铜与铝两种不同的金属之间形成牢固的结合。

参见图8，导体1的截面包括相互平行的第一边11与第二边12以及连接在第一边11与第二边12之间的侧边13，在本实施例中，第一边11与第二边12均为直线边，导体1的截面中包括两条侧边13。侧边13是由三段圆弧连接而成的圆滑曲线，三段圆弧分别为第一圆弧14、第二圆弧15与第三圆弧16，第一圆弧14连接第一边11，第三圆弧16连接第二边12，第一圆弧14的半径与第三圆弧16的半径相等，第二圆弧15连接在第一圆弧14与第三圆弧16之间。若第一边11与第二边12的距离即导体1的厚度为a，第一圆弧14与第三圆弧16的半径为（1/3～1/6）a，第二圆弧15的半径为（0.6～2.0）a。其中第一边11与第二边12的长度相等，将导体1的截面的长度即导体1的宽度设置为b。在本实施例中，导体1的截面包括相互平行的第一边11与第二边12以及设置在第一边11与第二边12之间的对称设置的两侧边13，侧边13为由三段圆弧依次连接而成的圆滑曲线，使得本实施例中的导体1的截面的形状接近矩形，使得在漆包线绕制成线圈的过程中，层叠的漆包线之间的间隙较小，有效改善线圈的降低占积率、电阻率及功率损耗大等问题，同时解决散热及共振效果差等相关缺点。

侧边13是由三段圆弧组成的圆滑曲线，其中第一圆弧11与第三圆弧13的半径相等，连接在第一圆弧11与第三圆弧13之间的第二圆弧12的半径大于第一圆弧11的半径，在绝缘层2涂覆导体1的过程中，参见图9，呈液态状态的绝缘层2存在表面张力，在表面张力作用下，弯曲液面产生附加压力，其数值为P=2δ/R ，其中当δ为表面张力系数，附加压力P与表面张力δ成正比并与弯曲面半径R呈反比。液态绝缘层2的曲面在两个方向的曲率半径分别R1和R2，且R1＜R2，对应的R1处的压力为P1，R2处对应的压力为P2，则产生的压力为：P1-P2=2δ（1/R1-1/R2）。当绝缘层2液态的曲率半径发生变化时，在表面张力的作用下，在曲面处产生的压力就会促使液态由曲率半径小的部位向曲率半径大的部位流动，由于第二圆弧12的半径大于第一圆弧11的半径，使得液态绝缘层2在第一圆弧11处受到的压力比液态的绝缘层2在第二圆弧12处受到的压力大，使得液态的绝缘层2在压力的作用下从第一圆弧11流动至第二圆弧12，使得液态的绝缘层2在第一圆弧11与第二圆弧12曲线连接处能够被均匀涂覆，三段圆弧按照第一圆弧11的半径等于第三圆弧13的半径，第二圆弧12的半径大于第一圆弧11的半径的结构连接得到的圆滑曲线，通过圆弧之间的半径的限制值，保证绝缘层2在涂覆过程中在相应的圆弧段的流失状态以及均匀程度，从而有效提高绝缘层2的均匀性与强度和该漆包线形成的线圈的性能。根据漆包线的双层的涂覆工艺，第三圆弧13上的涂覆工艺与第一圆弧11相同。

参见图10，本实施例中的侧边13为三段圆弧形成的圆滑线的导体1的截面与两条侧边5为半圆弧的截面在导体1截面的厚度与宽度均相等的情况下相比，如在本实施例中，设定a=0.60mm，b=2.40mm；三段圆弧曲线的侧边13中R1=R3=0.20mm，R2=0.60mm；半圆弧曲线R=0.30mm，本实施例的导体1的截面积比侧边5为半圆弧的导体的截面积大2.34%。导体截面面积的增加也使漆包线的空间利用系数提高，降低了导体电阻以及相应的功率损耗，漆包线在应用时热辐效果与热阻效果也可得到有效的改善。参见图11，本实施例的侧边13为三段圆弧形成的圆滑线的导体1截面与包括四个圆弧倒角6的导体截面在导体截面的厚度与宽度均相等的情况下相比，本实施例中的导体截面面积只减少了0.53%，计算方式如上，相对地，本实施例的漆包线在保证绝缘层均匀被涂覆的同时，漆包线的空间利用系数、导体电阻以及相应的损耗功率与包括四个圆弧倒角的导体的漆包线的对应性能没有较大的差异。

导体1的截面的厚度a与导体的宽度b的比率为1.03：1～25:1，在本实施例中，a的尺寸为0.02mm～1.80mm，b的尺寸为0.155mm～7.50mm。a与b的比率能够有效控制导体截面形成模具的加工量，避免导体在拉直过程中出现断线，从而避免绝缘层在涂覆导体的过程中无法连接加工的现象。

下面结合具体实施例对本发明进行进一步的详细说明。

对比例1

对比例1为导体截面的侧边为半圆弧的漆包线，漆包线的宽度b的尺寸设定为2.40mm，厚度a尺寸设定为0.60mm，半圆弧侧边的半径R为1/2a，半圆弧侧边的半径R=0.30mm。

实施例1

实施例1中的漆包线的宽度b的尺寸设定为2.40mm，厚度a尺寸设定为0.60mm。导体截面的侧边的三段圆弧的半径R1、R2、R3，其中R1=R3，在本实施例中，当R1=R3=1/3a时R1=R3=0.20mm，R2=1a时R2=0.60mm。此时，实施例1中的截面面积比对比例1的截面面积要大2.34%。

实施例2

实施例2中本发明的漆包线与实施例1中的本发明的漆包线大致相同，不同的地方为：导体截面的侧边的三段圆弧中的半径R1=R3=1/4a时R1=R3=0.15mm，R2=1a时R2=0.60mm。此时，实施例2中导体的截面面积比对比例1导体的截面面积要大2.88%。

实施例3

实施例3中本发明的漆包线与实施例1中的本发明的漆包线大致相同，不同的地方为：导体截面的侧边的三段圆弧中的半径R1=R3=1/5a时R1=R3=0.12mm，R2=1a时R2=0.60mm，此时，实施例3中的导体截面面积比对比例1中导体的截面面积要大3.08%。

实施例4

实施例4中本发明的漆包线与实施例1中的本发明的漆包线大致相同，不同的地方为：导体截面的侧边的三段圆弧中的半径R1=R3=1/6a时R1=R3=0.10mm，R2=1a时R2=0.60mm，此时，实施例4中导体的截面面积比对比例1中导体的截面面积要大3.18%。

根据导体截面面积发生的变化，对两种漆包线在电阻、击穿电压性能以及绝缘层连续性三个方面进行比较，其中绝缘层连续性的测试方法为取5m样品放入包括2%的氯化钠和3%的酚酞的混合溶液中，以样品的导体作为负极施加电压为24V的直流电1分钟，通电结束后检测绝缘层上产生的针孔数。比较结果如表1所示。

表1：

如表1结果可以看出，由于实施例1、2、3、4的导体截面面积大于对比例1的导体截面面积，实施例1、2、3、4在电阻方面要优于对比例1，即本发明的漆包线的电阻率有所降低，实施例1、2、3、4在电压方面与绝缘层连续性方面同比对比例1并没有大的差异。

对比例2

对比例2中的漆包线的导体截面包括四个圆弧倒角，其半径R=1/3a=0.20mm，两个圆弧倒角连接的两个侧边为直线，可视为R半径无限大，受液态绝缘漆的表面张力的影响，在绝缘漆涂覆压强P条件下，四个圆弧倒角处成型的绝缘层厚度为0.01mm，临近于倒角连接两条直线处的绝缘层厚度为0.033mm。

实施例5

导体截面的宽度b的尺寸设定为2.40mm，厚度a的尺寸设定为0.60mm，绝缘层涂覆厚度为0.025mm，导体截面中侧边的三段圆弧的半径R1、R2、R3，其中R1=R3=1/3a时R1=R3=0.20mm，R2=1a时R2=0.60mm。此时，实施例5中导体的截面面积比对比例2中导体的截面面积要小0.53%。

实施例6

实施例6中本发明的漆包线与实施例5中的本发明的漆包线大致相同，不同的地方为：导体截面中侧边的三段圆弧的半径R1、R2、R3，R1=R3=1/4a时R1=R3=0.15mm，R2=1a时R2=0.60mm，在规定相等的绝缘漆涂覆工艺下， R1和R3处的绝缘层厚度为0.024mm，R2处的绝缘层厚度为0.0255mm。此时，实施例6中导体的截面面积比对比例2中导体的截面面积要小0.27%。

实施例7

实施例7中本发明的漆包线与实施例5中的本发明的漆包线大致相同，不同的地方为：导体截面中侧边的三段圆弧的半径R1、R2、R3，R1=R3=1/5a时R1=R3=0.12mm，R2=1a时R2=0.60mm，在规定相等的绝缘漆涂覆工艺下R1和R3处的绝缘层厚度为0.022mm，R2处的绝缘层厚度为0.0265mm。此时，实施例7中导体的截面面积比对比例2中导体的截面面积要小0.07%。

实施例8

实施例8中本发明的漆包线与实施例5中的本发明的漆包线大致相同，不同的地方为：导体截面中侧边的三段圆弧的半径R1、R2、R3，R1=R3=1/6a时R1=R3=0.10mm，R2=1a时R2=0.60mm，在相等的绝缘漆涂覆工艺下R1和R3处的绝缘层厚度为0.0225mm，R2处的绝缘层厚度为0.0262mm。此时，实施例8中导体的截面面积比对比例2中导体的截面面积要大0.03%。

根据绝缘绝缘层涂覆厚度及导体截面面积发生的变化，对两种漆包线在击穿电压、电阻性能方面以及绝缘层连续性进行比较，结果如见表2：

表2：

如表2结果可以看出，实施例5、6、7、8在电压方面要优于对比例2，即本发明的漆包线的击穿电压性能有所上升，实施例5、6、7、8在绝缘层连续性优于对比例2，实施例5、6、7、8在电压方面同比对比例2并没有大的差异。

绝缘层外覆盖有自粘性层，自粘性层包括聚酯亚胺、聚酰胺酰亚胺以及聚氨酯中的一种或多种，其中也包括自粘性的材料和直焊自粘性的材料，可根据漆包线使用的不同领域存在不同的自粘层。在绝缘层外覆盖自粘性层，在漆包线绕制线圈的过程中，可使漆包线之间实现自动粘结，线圈内的漆包线相互更紧密，漆包线之间的间隙更小，可保证线圈的性能。

最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种漆包线，其特征在于，所述漆包线包括导体与覆盖所述导体的绝缘层；所述导体的截面包括相互平行的第一边与第二边以及连接在所述第一边与所述第二边之间的侧边，所述侧边包括三段圆弧，三段所述圆弧分别为第一圆弧、第二圆弧与第三圆弧，所述第一圆弧连接所述第一边，所述第三圆弧连接所述第二边，所述第二圆弧连接在所述第一圆弧与所述第三圆弧之间，所述第一边与第二边的距离为a，所述第一圆弧的半径等于所述第三圆弧的半径，所述第一圆弧的半径为（1/3～1/6）a，所述第二圆弧的半径为（0.60～2.0）a。

2.根据权利要求1所述的漆包线，其特征在于：

所述第一边的长度与所述第二边的长度相等，所述导体的截面的长度为b，所述b与所述a的比值为1.03：1～25:1。

3.根据权利要求1所述的漆包线，其特征在于：

所述绝缘层外覆盖有自粘性层。

4.根据权利要求3所述的漆包线，其特征在于：

所述自粘性层包括聚酯亚胺、聚酰胺酰亚胺以及聚氨酯中的一种或多种。

5.根据权利要求2所述的漆包线，其特征在于：

所述b为0.155mm～7.50mm。

6.根据权利要求5所述的漆包线，其特征在于：

所述a为0.02mm～1.80mm。