CN109074946B

CN109074946B - 绕线、线圈和变压器

Info

Publication number: CN109074946B
Application number: CN201780023655.2A
Authority: CN
Inventors: 深井宽之; 小林勇
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd; Furukawa Magnet Wire Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd; Furukawa Magnet Wire Co Ltd
Priority date: 2016-04-22
Filing date: 2017-04-17
Publication date: 2022-04-08
Anticipated expiration: 2037-04-17
Also published as: KR102106918B1; TW201802844A; EP3447777A1; EP3447777A4; US20190051451A1; EP3447777B1; CN109074946A; TWI668715B; JP2017195350A; WO2017183610A1; US11393621B2; KR20180121991A; MY187038A; JP6490620B2

Abstract

一种绕线、使用了该绕线的线圈和变压器，该绕线具有将铜线的线径为0.05mm～0.5mm的两根以上的单丝线捻合而成的绞合线、和被覆两根以上的单丝线的挤出被覆层，其中，至少一根单丝线在铜线的外周具有磁性体层，挤出被覆层的厚度为40μm～400μm。

Description

绕线、线圈和变压器

技术领域

本发明涉及绕线、线圈和变压器。

背景技术

在电气/电子设备中，通常使用了具备开关元件和变压器(也记载transformer)的开关电源。在日本，商用电源为50Hz/60Hz。在不改变这种低频电源的频率而将电压变压、或将电流变流等的情况下，为了得到所需要的输出，需要使电源大型化。因此，通常使用下述开关电源，其在利用变压器进行变压前，使用开关元件将商用电源的频率高频化至几十kHz以上，增加每1秒的电力发送量，由此小型化至实用的尺寸。

搭载于开关电源的变压器在对高频率的交流电压进行变压时，线圈的损耗变大。因此，正在研究能够抑制该损耗的变压器。例如，可以举出具备将两根以上的单丝线捻合而成的绞合线进行卷绕而成的线圈的变压器。作为这种线圈，例如可以举出专利文献1中记载的利兹线(litz wire)线圈。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-283397号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，近年来，开关电源也存在小型化的要求，为了应对该要求，正在发展进一步的高频化。因此，对于高频变压器中使用的绕线要求具有下述性能：在制成线圈时，高频电流流通时的交流电阻小，能够进一步降低线圈或变压器的损耗。

在上述线圈中，为了降低损耗，减小单丝线径、增加单丝线数是有效的。若减小单丝线径，则会抑制通电时的集肤效应，而且还能够增加捻合的单丝线数。但是，单丝线的细径化存在界限。另外，在对于交流电阻而言邻近效应比集肤效应更起支配作用的线径下，即便进行细径化，也无法充分降低交流电阻。

本发明的课题在于提供一种高频电流流通时的交流电阻小、能够有效地抑制线圈或变压器的损耗的绕线、使用了该绕线的线圈和变压器。

用于解决课题的手段

本发明人发现，使用在具有特定线径的铜线的外周具备特定厚度的磁性体层的单丝线来形成绞合线，用厚度40μm～400μm的树脂层对该绞合线进行被覆，由此得到的绞合线在高频电流流通时交流电阻足够小，进而在将该被覆绞合线作为线圈的绕线使用时，能够有效地抑制线圈或变压器的损耗。本发明人基于该技术思想进一步反复研究，由此完成了本发明。

即，本发明的课题通过以下手段实现。

<1>一种绕线，该绕线具有将铜线的线径为0.05mm～0.5mm的两根以上的单丝线捻合而成的绞合线、和被覆上述两根以上的单丝线的挤出被覆层，其中，

至少一根上述单丝线在上述铜线的外周具有磁性体层，

上述挤出被覆层的厚度为40μm～400μm。

<2>如<1>所述的绕线，其在上述磁性体层的外周具有烘烤被覆层。

<3>如<1>或<2>所述的绕线，其中，上述挤出被覆层包含在上述绞合线的外表面所具有的绕线挤出被覆层。

<4>如<1>～<3>中任一项所述的绕线，其中，上述挤出被覆层由3层以上的层构成。

<5>一种线圈，其使用了上述<1>～<4>中任一项所述的绕线。

<6>一种变压器，其具有上述<5>所述的线圈。

<7>如<6>所述的变压器，其为100k～1MHz的高频开关电源用。

本说明书中，使用“～”所表示的数值范围是指包含在“～”前后所记载的数值作为下限值和上限值的范围。

发明效果

本发明可以提供一种高频电流流通时的交流电阻小、在用于线圈或变压器时能够有效抑制它们的损耗的绕线、使用了该绕线的线圈和变压器。

本发明的上述和其他特征及优点可适当参照附图由下述记载内容进一步明确。

附图说明

图1是示出本发明的绕线的优选一例的示意性端面图。

图2是示出本发明的绕线的优选一例的示意性端面图。

图3是示出本发明的绕线的优选一例的示意性端面图。

图4是示出本发明的绕线的优选一例的示意性端面图。

图5是示出本发明的绕线的优选一例的示意性端面图。

图6是示出本发明的绕线的优选一例的示意性端面图。

图7是示出现有的绕线的一例的示意性端面图。

图8是示出在实施例中对各绕线的交流电阻值进行测定的结果的曲线图。

具体实施方式

<<绕线>>

本发明的绕线优选作为线圈或变压器的绕线使用，其具有将铜线的线径为0.05mm～0.5mm的两根以上的单丝线捻合而成的绞合线、和被覆上述两根以上的单丝线的挤出被覆层。

本发明的绕线中，至少一根单丝线是在铜线的外周具有磁性体层的磁性单丝线。另外，挤出被覆层的厚度为40μm～400μm。

具有上述构成的本发明的绕线能够有效地抑制高频电流流通时的交流电阻。

本发明中，挤出被覆层只要能够被覆两根以上的单丝线即可，对单丝线的被覆方式等没有特别限定。该挤出被覆层由于具有后述的厚度，因此优选通过挤出成型来形成。但是，本发明中，为了与后述的烘烤被覆层区别，该被覆层为了方便起见称为挤出被覆层，通常，只要能够与设置在铜线侧(内侧)的烘烤被覆层区分即可，也可以称为外侧被覆层或外侧树脂层。同样地，烘烤被覆层也可以称为内侧被覆层或内侧树脂层。因此，本发明中，挤出被覆层和烘烤被覆层各自不拘泥于其名称，不限于通过挤出成型或烘烤所形成的层，在判断本发明的要点或技术范围时，“挤出”和“烘烤”的术语并不作为限定性地解释本发明的发明特定事项而考虑。

作为挤出被覆层被覆两根以上的单丝线的方式，包括：挤出被覆层设置于绞合线的外表面而(一体地)被覆两根以上的单丝线的方式(将该方式的挤出被覆层称为绕线挤出被覆层)；挤出被覆层作为各单丝线的最外层设置而(分别)被覆两根以上的单丝线的方式(将该方式的挤出被覆层称为单丝线挤出被覆层)；以及将它们进行合用的方式。在任一方式中，通过对具有上述构成的绕线设置上述厚度的挤出被覆层，如后所述，均能有效降低由邻近效应所引起的交流电阻。

本发明中，挤出被覆层优选包含绕线挤出被覆层。

本发明中，挤出被覆层的厚度为上述绕线挤出被覆层与配置于绞合线的最外列的单丝线的单丝线挤出被覆层的总厚度。

单丝线挤出被覆层和绕线挤出被覆层的厚度通常是指各挤出被覆层的内径与外径之差。详细而言，绕线挤出被覆层的厚度是指，在与绕线的轴线垂直的截面中，与配置于绞合线的最外列的两根以上的单丝线外切的假想外切圆的半径r_L、与绕线挤出被覆层的外侧轮廓线的半径r_T之差(r_T-r_L)。在绕线挤出被覆层的外侧轮廓线并非圆形的情况下，绕线挤出被覆层的半径r_T是指在上述截面中与绕线挤出被覆层的外侧轮廓线外切的假想外切圆的半径。

此处，上述配置于绞合线的最外列的单丝线是指，在绞合线的半径方向上互为相邻地配置的单丝线中位于最外列的单丝线。

本发明中，挤出被覆层(单丝线挤出被覆层或绕线挤出被覆层)等各层均可以为单层，也可以为两层以上的多层。

本发明中，不论形成层的树脂和添加剂的种类和含量的差异，各层的层数均通过对层进行截面观察来决定。具体而言，以倍率200倍对某层的截面进行观察时，在无法确认到年轮状的边界的情况下，某层的总数设为1，在能够确认到年轮状的边界的情况下，某层的层数设为(边界数+1)。

下面，参照附图，对本发明的绕线的结构、以及形成本发明的绕线的绞合线、单丝线和挤出被覆层进行说明，但本发明不限于此。

需要说明的是，各图中，以轮环状示出绕线挤出被覆层的轮廓形状，但在本发明的绕线中，绕线挤出被覆层的外侧轮廓线的形状不限于轮环状，可以填充与绞合线的间隙。该情况下，轮廓形状不限于圆形，也可以为例如椭圆形、直纹滚花状(齿轮形状或波形状)等。

<绕线的结构>

本发明的绕线只要具有绞合线和挤出被覆层即可，对其结构没有特别限定。首先，对绕线的结构进行说明，绞合线等的详细情况如后所述。

图1～图5所示的绕线1A～1E均为仅具有绕线挤出被覆层作为挤出被覆层的方式。

如图1所示，本发明的优选的绕线1A具有将7根磁性烘烤被覆单丝线11捻合而成的绞合线2A、和被覆绞合线2A的外周的挤出被覆层3A。

如图2所示，本发明的优选的绕线1B具有将19根磁性烘烤被覆单丝线11捻合而成的绞合线2B、和被覆绞合线2B的外周的挤出被覆层3B。

如图3所示，本发明的优选的绕线1C具有将12根磁性烘烤被覆单丝线11与7根烘烤被覆单丝线12捻合而成的绞合线2C、和被覆绞合线2C的外周的挤出被覆层3C。

在绞合线2C中，磁性烘烤被覆单丝线11排列于烘烤被覆单丝线12的外周。若如此利用磁性烘烤被覆单丝线11和烘烤被覆单丝线12形成绞合线，则能够取得交流电阻的降低与成本的平衡，能够制成可应对用途或要求性能的绕线。另外，若在外周配置磁性烘烤被覆单丝线11，则能够防止因相邻的其他绕线所引起的磁通侵入绕线内部，与具有相同数量(在绕线1C的情况下为19根)的磁性烘烤被覆单丝线11的绕线相比，能够抑制因邻近效应所引起的交流电阻的增大。

如图4所示，本发明的优选的绕线1D除了挤出被覆层3D的厚度不同以外，与绕线1A相同。若在特定范围增加挤出被覆层的厚度，则能够确保充分的绕线间距离，能够有效地降低因邻近效应所引起的交流电阻。

如图5所示，本发明的优选的绕线1E除了挤出被覆层3E具有从内侧(绞合线2E)起依次由绕线挤出被覆层3E₁、3E₂和3E₃构成的3层结构以外，与绕线1D相同。在绕线1E中，形成3层结构的各层均设定为相同的厚度，但在本发明中，各层的厚度的关系没有特别限定。

如图6所示，绕线1F是挤出被覆层3F具有绕线挤出被覆层3F₁和3F₂、以及单丝线烘烤被覆层3F₃两者的方式。该绕线1F具有绞合线2F和被覆绞合线2F的外周的绕线挤出被覆层，该绞合线2F是将7根具有单丝线挤出被覆层3F₃作为磁性单丝线的最外层的磁性挤出被覆单丝线13捻合而成的。该绕线挤出被覆层具有从内侧(绞合线2F)起依次由绕线挤出被覆层3F₁和3F₂构成的2层结构。

本发明中，在上述绕线1A～1F中使用的单丝线不限定于各图中所示的绕线，在各绕线中，也可以变更为未图示的其他单丝线。

另外，作为本发明的绕线的结构，也可以为将上述绕线1A～1F的各结构适当组合而成的结构。

<绞合线>

本发明中所用的绞合线只要是将包含至少一根在铜线的外周具有磁性体层的单丝线的两根以上的单丝线捻合而成的绞合线即可，没有特别限定。

作为捻合单丝线时的单丝线数，例如可以为2根以上，若考虑单丝线的排列性，优选在1根的周围配置有6根的7根以上，若考虑交流电阻和实用的加工性，则优选为100根以下。特别是若考虑排列性，则更优选为7～37根。

关于绞合线中包含的在铜线的外周具有磁性体层的单丝线，从有效防止交链磁通从外部侵入的方面出发，优选在形成绞合线的单丝线的配置中配置于最外列；或者，从有效防止单丝线间的邻近效应的方面出发，优选将在铜线的外周具有磁性体层的单丝线与其他单丝线交替地配置。此处，排列在最外列的单丝线不限于上述挤出被覆层的厚度中在绞合线的半径方向上互为相邻地配置的单丝线，是指排列在绞合线的最外侧的单丝线。例如，图2中的磁性烘烤被覆单丝线11A并非在上述挤出被覆层的厚度中配置于最外列的单丝线，而是在上述单丝线的配置中配置于最外列的单丝线。

关于绞合线中包含的在铜线的外周具有磁性体层的单丝线的根数，只要为1根以上就没有特别限定。将具有磁性体层的单丝线配置于最外列的情况下，若考虑37股(配置于最外列的单丝线18根)，则相对于单丝线数优选为40％以上。另外，若考虑7股(配置于最外列的单丝线6根)，则优选为85％以上。另一方面，其上限相对于上述单丝线数优选为100％以下。

作为在铜线的外周具有磁性体层的单丝线，包括后述的磁性单丝线、磁性烘烤被覆单丝线、和在它们的外周具有单丝线挤出被覆层的单丝线。

捻合单丝线时的单丝线的配置、扭绞方向、扭绞间距等可以根据用途等适当设定。

作为这样的绞合线，可以举出例如图1～图6所示的绞合线2A～2F等。

-单丝线-

作为形成绞合线的单丝线，可以举出铜线、磁性单丝线、烘烤被覆单丝线或磁性烘烤被覆单丝线等。另外，还可以举出在这些单丝线各自的外周具有单丝线挤出被覆层的单丝线等。

1.铜线(裸线)

作为铜线，可以使用以往在线圈用等的绕线中所用的铜线。优选可以举出铜线、或由含氧量为30ppm以下(更优选为20ppm以下)的低氧铜或粗铜构成的铜线。

铜线的截面形状可以为圆形，也可以为矩形(扁平形状)，从扭绞性的方面考虑，优选圆形。

铜线的外径

(线径)为0.05mm～0.5mm。若为该线径，通常邻近效应相较于集肤效应更具有支配作用。但是，本发明中，由于能够充分抑制高频电流流通时的交流电阻，因而可以使用上述线径的铜线。线径只要为上述范围内就没有特别限定，例如更优选为0.1mm～0.4mm。

2.磁性单丝线

磁性单丝线是在上述铜线的外周具有磁性体层的单丝线。

该磁性体层为由磁性体材料构成的层，其设置于铜线的外周表面。通过使用具有磁性体层的单丝线，能够进一步抑制线圈或变压器的损耗。

作为磁性体材料，只要是具有强磁性的物质即可，可以举出例如镍、Ni合金(例如，Ni-Fe合金)、铁、铁合金(电磁软铁、硅钢等)、玻莫合金、铁素体化合物(Mn-Zn铁素体等)。作为磁性体材料，优选适合于电镀的磁性体材料，更优选例如镍、Ni合金、铁或铁合金。

对磁性体层的厚度没有特别限定，从交流电阻的方面考虑，例如优选为铜线的外径的1％～10％。

磁性体层例如可以通过电镀形成。对镀覆液和镀覆条件没有特别限定。

在将铜线的线径和挤出被覆层的厚度设定为特定范围的本发明的绕线中，若绞合线包含磁性单丝线，则如后所述，在制成线圈时能够抑制磁通侵入附近存在的其他铜线或绕线中，因此能够抑制涡电流的产生。其结果，认为本发明的绕线能够均衡地抑制直流电阻增大、和因集肤效应与邻近效应所引起的交流电阻增大，能够降低交流电阻。

3.烘烤被覆单丝线

烘烤被覆单丝线是在上述铜线的外周具有烘烤被覆层的单丝线。

该烘烤被覆层是优选包含热固性树脂作为树脂成分的层(也称为漆包层)，其设置于铜线的外周表面。

作为热固性树脂，只要是电线或绕线中通常使用的热固性树脂，就可以没有特别限制地使用。可以举出例如聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚酰亚胺(PI)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚酯酰亚胺(PEsI)、聚氨酯(PU)、聚酯(PEst)、聚苯并咪唑、三聚氰胺树脂或环氧树脂等。其中，优选聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酯酰亚胺、聚氨酯或聚酯。热固性树脂可以含有1种或2种以上。

烘烤被覆层也可以含有在电线或绕线中通常使用的各种添加剂。这种情况下，作为添加剂的含量没有特别限定，相对于树脂成分100质量份，优选为5质量以下、更优选为3质量份以下。

对烘烤被覆层的厚度没有特别限定，从兼顾单丝线间的绝缘性确保与导体(铜线)占空系数的方面考虑，例如优选为10μm～15μm。

烘烤被覆层可以利用公知的方法形成。例如，优选在铜线等的外周涂布热固性树脂等树脂成分的清漆并进行烘烤的方法。该清漆含有树脂成分、溶剂、和根据需要的树脂成分的固化剂或各种添加剂。溶剂优选为有机溶剂，适宜选择能够溶解或分散树脂成分的溶剂。

清漆的涂布方法可以选择通常的方法，例如，可以举出使用具有与铜线的截面形状为相似形或大致相似形的开口的清漆涂布用模具的方法等。清漆的烘烤通常在烘烤炉中进行。此时的条件不能根据树脂成分或溶剂的种类等一概地决定，可以举出例如以炉内温度400℃～650℃、使通过时间为10秒～90秒的条件。

4.磁性烘烤被覆单丝线

磁性烘烤被覆单丝线是具有烘烤被覆层的磁性单丝线，其在上述铜线的外周具有磁性体层，进而在该磁性体层的外周具有烘烤被覆层。

磁性烘烤被覆单丝线中的铜线、磁性体层和烘烤被覆层分别如上所述。

5.外周具有单丝线挤出被覆层的单丝线

该单丝线为下述单丝线：在上述铜线、磁性单丝线、烘烤被覆单丝线或磁性烘烤被覆单丝线等单丝线具有单丝线挤出被覆层作为最外层。

该单丝线中的铜线、磁性体层和烘烤被覆层分别如上所述。

单丝线挤出被覆层只要是优选含有后述热塑性树脂作为树脂成分的层即可。通过设置单丝线挤出被覆层作为单丝线的最外层，能够与下述挤出被覆层同样地抑制因邻近效应所引起的交流电阻。

单丝线所具有的单丝线挤出被覆层的厚度只要满足后述挤出被覆层的厚度即可，没有特别限定，在进一步具有绕线挤出被覆层的情况下，例如优选为15μm～30μm。

对于单丝线挤出被覆层而言，优选为通过在铜线等的外周将后述树脂组合物挤出成型(挤出被覆)而形成的方法。

<挤出被覆层>

挤出被覆层只要能够被覆两根以上的单丝线即可，对其结构和形成位置等没有特别限定。关于形成位置，如在上述被覆方式中所说明的那样。

挤出被覆层的厚度为40μm～400μm。在设定铜线的线径、使用了磁性单丝线的本发明的绕线中，若挤出被覆层的厚度在上述范围内，如实施例中所示，可取得直流电阻与因集肤效应和邻近效应所引起的电阻的平衡，结果能够有效地抑制交流电阻。但是，在绕线中，若挤出被覆层的厚度小于40μm，虽然能够在抑制因集肤效应所引起的电阻增加的情况下增大占空系数，从而抑制直流电阻，但无法充分确保卷绕为线圈时的绕线间的距离，因此无法充分抑制因邻近效应所引起的交流电阻。另一方面，若大于400μm，虽然能够抑制因集肤效应和邻近效应所引起的电阻增加，但为了卷绕于相同大小的线轴等芯上，必须使绞合线的加工外径相同，因此不得不减小铜线的线径。因此，由直流电阻的增加所带来的影响变大，交流电阻变大。

另外，上述本发明的绕线由于挤出被覆层的厚度为40μm～400μm，因而除了上述效果以外，绕线的弯曲加工性好，能够卷绕到尺寸小的芯上，能够充分应对开关电源或线圈的小型化或轻量化的要求。进而，由于能够充分确保制成线圈时的绕线间的爬电距离，因而可以省略变压器中的一次线圈与二次线圈间的绝缘胶带、线圈与芯间的绝缘胶带，对变压器的进一步小型化有效。

从交流电阻的降低、进而小型化或轻量化的方面考虑，挤出被覆层的厚度优选为40μm～200μm、更优选为60μm～100μm。

如上所述，挤出被覆层可以为两层以上的层叠结构，其中，绕线挤出被覆层优选为3层以上、更优选为3层～5层的层叠结构。若为3层以上的层叠结构，能够确保绕线的充分的爬电距离，因此在本发明的变压器中，可以省略通常用于确保绝缘性的绝缘胶带。

挤出被覆层具有层叠结构的情况下，关于各层的厚度，只要各层的总厚度在上述范围内就没有特别限定。例如，在具有内侧层、中间层和外侧层的情况下，各层的厚度优选为13μm～130μm。

挤出被覆层优选含有热塑性树脂作为树脂成分。作为热塑性树脂，只要是在电线或绕线中通常使用的热塑性树脂，就可以没有特别限定地使用。可以举出例如聚酰胺(尼龙)、聚缩醛(POM)、聚碳酸酯(PC)、聚苯醚(PPE、包括改性聚苯醚)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、超高分子量聚乙烯等通用工程塑料、以及聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)、聚苯硫醚(PPS)、聚芳酯(PAR)、聚醚酮(PEK)、聚芳基醚酮(PAEK)、四氟乙烯-乙烯共聚物(ETFE)、聚醚醚酮(PEEK、包括改性PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)、热塑性聚酰亚胺树脂(TPI)、热塑性聚酰胺酰亚胺(TPAI)、液晶聚酯等超级工程塑料、以及以聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯为基础树脂的聚合物合金、ABS/聚碳酸酯、尼龙6,6、芳香族聚酰胺树脂、聚苯醚/尼龙6,6、聚苯醚/聚苯乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚碳酸酯等包含上述工程塑料的聚合物合金。

热塑性树脂可以含有1种或2种以上。

挤出被覆层具有层叠结构的情况下，以最大含量包含于各层中的树脂成分可以相互相同，也可以不同。

挤出被覆层可以含有在电线或绕线中通常使用的各种添加剂。这种情况下，作为添加剂的含量没有特别限定，相对于树脂成分100质量份，优选为5质量以下、更优选为3质量份以下。

挤出被覆层由于具有上述厚度，因此可以通过在绞合线的外周挤出成型(挤出被覆)树脂组合物而形成。树脂组合物含有上述树脂成分和根据需要的各种添加剂。挤出方法不能根据树脂成分的种类等一概地决定，例如，可以举出使用具有与铜线等的截面形状为相似形或大致相似形的开口的挤出模具，在树脂成分的熔融温度以上的温度下进行挤出的方法。

挤出被覆层优选通过挤出成型而形成，但不限定于此，也可以使用含有上述热塑性树脂、溶剂等和根据需要的各种添加剂的清漆，与上述烘烤被覆层同样地形成。

从生产率的方面考虑，优选通过挤出成型而形成挤出被覆层。

如上所述，本发明的绕线具有将铜线的线径为0.05mm～0.5mm的多根小径的单丝线捻合而成的绞合线。另外，绞合线包含至少一根磁性单丝线。此外，本发明的绕线具有特定厚度的挤出被覆层。由此，如后所述，能够降低直流电阻和因集肤效应所引起的损耗。另外，能够防止交链磁通在其他单丝线的铜线中的侵入，还能够降低因邻近效应所引起的损耗。而且，能够在维持上述损耗降低的情况下，充分确保相邻的绕线间的距离。因此，与上述线径的限定和包含磁性单丝线相互结合，能够进一步抑制交链磁通在其他单丝线的铜线中的侵入，能够进一步降低因邻近效应所引起的损耗。

<<线圈和变压器>>

<线圈>

本发明的线圈使用了上述的本发明的绕线。具体而言，以强磁性或亚铁磁性的材料构成的铁芯、或空气为芯，在其周围卷绕本发明的绕线而成。

本发明中，关于铁芯等芯，尺寸根据用途等适当选择。另外，关于绕线的卷绕方法、卷绕数(2圈以上)、间距等，也根据用途等适当选择。特别是，如上所述，本发明的绕线能够有效抑制因频率增加所致的交流电阻的上升，因此能够削减用于发挥特定的变压器功能的单丝线数。或者，能够提高变压器的工作频率，因此能够相应地减小芯的尺寸，或者减少卷绕数。

<变压器>

本发明的变压器只要具有本发明的线圈即可，对其结构或尺寸等没有特别限定。例如，具备包含输入侧的线圈(一次线圈)和输出侧的线圈(二次线圈)的多个线圈。变压器可以根据一次线圈与二次线圈的卷绕数比来转换交流的电压。

本发明的变压器具备2个以上、优选2个线圈，具备本发明的线圈作为其中的至少1个线圈。进一步优选2个均为本发明的线圈。

本发明的变压器可以具有在相互不同的芯的周围卷绕有绕线的一次线圈和二次线圈，也可以在同一芯的周围直接或藉由绝缘胶带等分别卷绕有一次线圈的绕线和二次线圈的绕线。

<用途>

本发明的线圈和变压器分别优选作为电源用、特别是开关电源用使用。电源是指供给某一特定的电压/电流的装置。

本发明的线圈和变压器优选作为开关电源用使用，特别优选用作将交流的商用电源进行变压并进行整流，转换为适于电气/电子设备的电压的直流的交流(AC)/直流(DC)转换器用。

在现有的电源中，越提高频率越能减小尺寸，但绕线的交流电阻值、开关元件的损耗等升高，放热量变大。其结果，各部件的温度升高，可使用的频率因最容易到达耐热温度的构件而受到限制。

但是，如上所述，本发明的绕线在制成线圈时能够有效抑制高频电流流通时的交流电阻。因此，使用了本发明的绕线的线圈或变压器可有效抑制损耗。另外，线圈的电阻导致的放热被抑制，线圈的温度升高降低，有助于线圈等的进一步小型化。进而，可应用于变压器(开关电源)的频率也能进一步高频化。作为可应用于本发明的变压器的频率，没有特别限定，可以举出例如100k～1MHz。

关于交流电阻，通常若增加绞合线中的单丝线数则交流电阻变小，但绕线的外径变大。但是，本发明的绕线由于如上所述能够降低交流电阻，因此能够减少用于发挥特定的变压器功能的绞合线中的单丝线数。因此，能够抑制绕线的外径增大，卷绕于芯等上时的弯曲加工性也优异。另外，能够省略或避免为了确保绝缘性而例如在线圈与芯间使用的绝缘胶带等的使用，也有助于上述小型化。进而能够抑制成本升高。

另外，本发明的变压器具有本发明的线圈。因此，除了上述效果以外，进一步显示出高传输效率，而且可抑制上升温度，因而发挥出能够削减冷却风扇或散热板等热应对部件的效果。

实施例

下面，基于实施例来更详细地说明本发明，但本发明不限于此。

<实施例1>

本例中，如下制造图5所示的绕线1E(其中，挤出被覆层为2层结构)。

(绕线的制造)

-磁性烘烤被覆单丝线的制作-

首先，制作7根磁性烘烤被覆单丝线11。即，在单丝线径

的铜线(截面圆形)11a的表面电镀铁，形成厚度2.0μm的磁性体层11b。接下来，在磁性体层11b的表面涂布聚氨酯树脂清漆(商品名：TPU F2-NC、东特涂料公司制造)并进行烘烤，反复进行多次该操作，形成厚度10μm的烘烤被覆层11c。

-绞合线的制作-

以如此制作的1根磁性烘烤被覆单丝线11为中心，在其周围配置6根磁性烘烤被覆单丝线11，在该状态下，将这些单丝线11以扭绞间距8mm捻合，制作绞合线2E。

-挤出被覆层的形成-

接下来，以厚度为33μm的方式，在该绞合线2E的外周将PET树脂挤出成型。将该挤出成型反复进行2次，制造具有绞合线2E、和厚度66μm的由绕线挤出被覆层3E₁和3E₂构成的2层结构的挤出被覆层3E的绕线1E(外径0.564mm)。

(线圈的制造)

将如此得到的绕线1E在外径为15mm的线轴上卷绕36匝，制造实施例1的线圈。该线圈中，所卷绕的绕线彼此均接触。

<实施例2>

在实施例1的挤出被覆层的形成中，将上述挤出成型反复进行3次，除此以外与实施例1的绕线的制造同样地制造具有绞合线2E和厚度99μm的挤出被覆层3E的绕线1E(外径0.630mm)。该挤出被覆层3E具有由绕线挤出被覆层3E₁～3E₃构成的3层结构。

另外，使用所得到的绕线，与实施例1同样地制造实施例2的线圈。

<比较例1>

在实施例1的绕线的制造中，不进行上述挤出成型，除此以外与实施例1的绕线的制造同样地制作不具备挤出被覆层的绞合线2E(挤出被覆层的厚度0μm、外径0.432mm)。

另外，使用所得到的绕线，与实施例1同样地制造比较例1的线圈。

<比较例2>

在实施例1的挤出被覆层的形成中，进行1次上述挤出成型，除此以外与实施例1的绕线的制造同样地制造具有绞合线2E和厚度33μm的挤出被覆层(单层结构)的绕线(外径0.498mm)。

另外，使用所得到的绕线，与实施例1同样地制造比较例2的线圈。

<比较例3>

本例中，如下制造具有由7根烘烤被覆单丝线12构成的绞合线22和挤出被覆层23的绕线21(图7)。

在实施例1的磁性烘烤被覆单丝线的制作中，不设置磁性体层11b而形成厚度10μm的烘烤被覆层24，除此以外与实施例1的绕线的制造同样地制造绕线(挤出被覆层23的厚度66μm、外径0.552mm)21。

另外，使用所得到的绕线21，与实施例1同样地制造比较例3的线圈。

<比较例4～6>

在实施例1的磁性烘烤被覆单丝线的制作中，不设置磁性体层11b而形成厚度10μm的烘烤被覆层24，除此以外与实施例2(挤出被覆层的厚度99μm)、比较例1和2的绕线的制造同样地分别制造图7所示的绕线21。关于如此得到的比较例4～6的绕线，挤出被覆层23的厚度分别为99μm、0μm和33μm，外径分别为0.618mm、0.420mm和0.486mm。

另外，分别使用所得到的绕线21，与实施例1同样地制造比较例4～6的线圈。

<线圈的性能评价>

作为所制造的各线圈的交流电阻值，使用LCR计(商品名：E4980A、Agilent公司制造)，测定频率1MHz的交流电流流通时的电阻值。将其结果示于图8。图8中，关于具有磁性烘烤被覆单丝线11的绕线(比较例1、实施例1、2和比较例4)与不包含磁性烘烤被覆单丝线11的绕线(比较例3～6)，分别示出近似曲线R和CR。

如图8所示，使用了不含磁性烘烤被覆单丝线11的绞合线22的绕线21(比较例3～6)在制成线圈时，若挤出被覆层23的厚度增大，则交流电阻值慢慢降低，但其降低量小(近似曲线CR)。与此相对，可知：使用了包含磁性烘烤被覆单丝线11的绞合线2A的绕线1(实施例1、2、比较例1和2)在制成线圈时，若挤出被覆层的厚度增大，则交流电阻值大幅降低(近似曲线R)。

具体而言，在绕线21和绕线1中，相对于挤出被覆层的厚度为0μm的比较例5或比较例1的交流电阻值的降低率为92％(比较例6)、86％(比较例3)、84％(比较例4)和68％(比较例2)。与此相对，在挤出被覆层的厚度为66μm的实施例1中可降低至55％，在挤出被覆层的厚度为99μm的实施例2中可降低至53％。

通常，为了降低交流电阻，尽可能减薄挤出被覆层而增加铜线截面积、即提高占空系数的对策被认为是有效的。但是，若为几百kHz～1MHz的频率，则与直流电阻相比，因邻近效应所引起的交流电阻增大的影响较大。因此，可以确认：与增加铜线截面积而降低直流电阻相比，使铜线间距离增大而降低因邻近效应所引起的交流电阻的增大更加有效。

另外，可知：如上所述，在使用了包含磁性烘烤被覆单丝线11的绞合线2E的绕线中，特别是以挤出被覆层3E的厚度40μm为界，交流电阻值达到最低值(实施例1、2和比较例1、2、近似曲线R)。认为其原因在于：在将具有上述构成的本发明的绕线用于线圈时，能够适当地确保绕线间距离。即，磁性体层11b的磁导率大，磁通的流动集中，由此能够防止磁通侵入附近存在的铜线11a中。另一方面，流入至磁性体层11b的磁通成为热能而被消耗，但有时其一部分也在附近的铜线11a中产生涡电流，使交流电阻值升高。但是认为，若适当地确保铜线间的距离，则能够均衡地防止上述磁通侵入和涡电流的发生。这点对绕线间彼此也相同，在线圈中，针对交流电阻的降低，与防止上述铜线间的磁通侵入和涡电流产生相比，防止绕线间的磁通侵入和涡电流产生表现出更高的效果。因此可知：本发明的绕线1E在高频电流流通时的交流电阻小，在用于线圈或变压器时能够有效抑制其损耗，本发明的绕线1E具有绞合线2E、以及在绞合线2E的外周具有特定厚度的挤出被覆层3E，该绞合线2E包含具备特定线径的铜线和磁性体层的磁性烘烤被覆单丝线11。

结合其实施方式对本发明进行了说明，但本申请人认为，只要没有特别指定，则本发明在说明的任何细节均不被限定，应当在不违反所附权利要求书所示的发明精神和范围的情况下进行宽泛的解释。

本申请要求基于2016年4月22日在日本提交专利申请的日本特愿2016-086601的优先权，将其内容以参考的形式作为本说明书记载内容的一部分引入本申请。

符号说明

1A～1F、21 绕线

2A～2F、22 绞合线

3A～3F、23 挤出被覆层

3E₁～3E₃、3F₁、3F₂ 绕线挤出被覆层

3F₃ 单丝线挤出被覆层

11、11A 磁性烘烤被覆单丝线

11a 铜线

11b 磁性体层

11c、24 烘烤被覆层

12 烘烤被覆单丝线

13 磁性挤出被覆单丝线

Claims

1.一种绕线，该绕线具有将铜线的线径为0.05mm～0.5mm的两根以上的单丝线捻合而成的绞合线、和被覆所述两根以上的单丝线的挤出被覆层，其中，

在所述绞合线中包含的单丝线中仅配置于最外列的单丝线在所述铜线的外周具有磁性体层，

所述挤出被覆层的厚度为40μm～400μm，

所述磁性体层的厚度为2μm～50μm。

2.如权利要求1所述的绕线，其在所述磁性体层的外周具有烘烤被覆层。

3.如权利要求1所述的绕线，其中，所述挤出被覆层包含在所述绞合线的外表面所具有的绕线挤出被覆层。

4.如权利要求1所述的绕线，其中，所述挤出被覆层由3层以上的层构成。

5.一种线圈，其使用了权利要求1～4中任一项所述的绕线。

6.一种变压器，其具有权利要求5所述的线圈。

7.如权利要求6所述的变压器，其为100k～1MHz的高频开关电源用。