CN113574771A - 无铁芯电机 - Google Patents

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CN113574771A CN202080021482.2A CN202080021482A CN113574771A CN 113574771 A CN113574771 A CN 113574771A CN 202080021482 A CN202080021482 A CN 202080021482A CN 113574771 A CN113574771 A CN 113574771A
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山下智
三好一富
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Furukawa Electric Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种无铁芯电机，其具有线圈绕组的形状保持性优异且线圈绕组的散热特性也优异的碳纳米管电线。无铁芯电机包括旋转轴、安装于该旋转轴的旋转板、以及由该旋转板支承的线圈，所述线圈由碳纳米管电线构成，所述碳纳米管电线由碳纳米管线材和包覆层构成，所述碳纳米管线材由多个碳纳米管构成，所述包覆层具有对所述碳纳米管线材进行绝缘包覆的绝缘层，对于所述碳纳米管电线，利用夹具夹持距离长度12cm的碳纳米管电线的两端分别1cm的部分，并在水平状态下以100gf的张力保持10分钟，然后仅松开一端的夹具，该一端的末端相对于相反侧的末端下降1cm以上的碳纳米管电线占20％以下。

Description

无铁芯电机
技术领域
本发明涉及使用碳纳米管线材的无铁芯电机。
背景技术
作为汽车、工业设备等各种领域中的电力线、信号线，使用由芯线和绝缘包覆件构成的电线，该芯线由一个或多个线材构成，该绝缘包覆件包覆该芯线。作为构成芯线的线材，从电气特性的观点出发，一般使用铜或铜合金等金属制的线材。例如，近年，在轻量化电机的需求不断提高的、不具有铁芯的无铁芯电机中，使用铜等金属制的线材作为线圈绕组(例如，参照专利文献1)。
然而，在使用金属制的线材作为线圈绕组的情况下，从无铁芯电机的轻量化的观点出发，线材的重量依然成为问题，并期望取代现有的铜等金属线的线材。针对这样的要求，例如提出了将碳纳米管用作线材的技术。关于碳纳米管，比重为铜的比重的约1/5(铝的比重的约1/2)，且呈现出电阻率小于铜(电阻率1.68×10－6Ω·cm)的高导电性。因此，通过使用将碳纳米管进行绞合而得到的碳纳米管线材作为无铁芯电机的线圈绕组，从而有望实现采用该线材的无铁芯电机的小型化、轻量化以及高导电性化。
(在先技术文献)
(专利文献)
专利文献1：JP特开2017-208973号公报。
发明内容
(发明要解决的课题)
然而，碳纳米管线材与金属制线材相比，刚度更低。因此，在使用碳纳米管线材作为线圈绕组的情况下，线圈绕组的形状保持成为问题。
为此，本发明鉴于上述课题而提出，其目的在于，提供一种无铁芯电机，其具有线圈绕组形状保持性优异且散热特性也优异的碳纳米管线材。
(用于解决课题的技术方案)
即，上述课题通过以下的发明而达成。
(1)一种无铁芯电机，其具备旋转轴、安装于该旋转轴的旋转板以及由该旋转板支承的线圈，所述线圈由碳纳米管电线构成，所述碳纳米管电线具有碳纳米管线材和包覆层，所述碳纳米管线材由多个碳纳米管构成，所述包覆层具有对所述碳纳米管线材进行绝缘包覆的绝缘层，对于所述碳纳米管电线，在利用夹具夹持距离长度12cm的碳纳米管电线的两端分别1cm的部分，并在水平的状态下以100gf的张力保持10分钟后，仅松开一端的夹具，该一端的末端相对于相反侧的末端下降1cm以上的碳纳米管电线占20％以下。
(2)根据上述(1)所述的无铁芯电机，其中，所述碳纳米管电线的所述包覆层仅由所述绝缘层构成。
(3)根据上述(2)所述的无铁芯电机，其中，所述包覆层的厚度为0.015mm以上。
(4)根据上述(2)所述的无铁芯电机，其中，所述包覆层的厚度为0.015mm以上且0.15mm以下。
(5)根据上述(2)所述的无铁芯电机，其中，所述包覆层的厚度为0.015mm以上且0.08mm以下。
(6)根据上述(2)所述的无铁芯电机，其中，所述包覆层的厚度为0.015mm以上且0.035mm以下。
(7)根据上述(1)所述的无铁芯电机，其中，所述碳纳米管电线的所述包覆层由内层的所述绝缘层和外层的熔接层构成。
(8)根据上述(7)所述的无铁芯电机，其中，所述绝缘层的厚度为0.003mm以上。
(9)根据上述(7)所述的无铁芯电机，其中，所述绝缘层的厚度为0.003mm以上且小于0.015mm。
(10)根据上述(1)所述的无铁芯电机，其中，所述碳纳米管电线包含金属线材。
(11)根据上述(10)所述的无铁芯电机，其中，所述碳纳米管电线具有对所述碳纳米管线材和所述金属线材进行包覆的包覆层，所述包覆层具有所述绝缘层，所述绝缘层的厚度为0.003mm以上。
(12)根据上述(10)所述的无铁芯电机，其中，所述绝缘层的厚度为0.003mm以上且小于0.015mm。
(13)根据上述(1)～(12)中任一项所述的无铁芯电机，其中，所述线圈具有60wt％以上的碳纳米管电线。
(14)根据上述(1)～(13)中任一项所述的无铁芯电机，其中，构成所述碳纳米管线材的碳纳米管的取向度为30°以下。
(15)根据上述(1)～(14)中任一项所述的无铁芯电机，其中，构成所述碳纳米管线材的碳纳米管的管束的平均长度为3μm以上。
(发明效果)
根据本发明所涉及的形态，能够实现使用形状保持性和散热特性优异的碳纳米管电线的无铁芯电机。
附图说明
图1是本实施方式所涉及的无铁芯电机的侧面剖视图。
具体实施方式
参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。此外，以下所示的实施方式只是一个例示，在本发明的范围内，能得到各种形态。
＜无铁芯电机的构成＞
使用图1对本实施方式所涉及的无铁芯电机的构成进行说明。
无铁芯电机1具有旋转轴10、旋转板20、线圈30以及磁铁40。旋转板20呈圆形状，在其中心部安装有旋转轴10。线圈30呈圆筒状，其一端侧由旋转板20悬臂支承。磁铁40设置于旋转轴10与线圈30之间。此外，在本实施方式中，仅示出了无铁芯电机1所具有的代表性的构成，无铁芯电机1还可以包含除此以外的构成。
线圈30由CNT电线构成，该CNT电线具有由碳纳米管(以下，称为CNT)构成的CNT线材、以及对CNT线材的外周进行包覆的包覆层。以下，针对构成CNT电线的CNT线材以及包覆层进行说明。
(CNT线材)
CNT线材是通过将CNT束彼此进行绞合而构成，所述CNT束是将多个具有1层以上层结构的碳纳米管(以下，称为CNT)成束而形成。CNT线材1的外径例如为0.01～5mm。CNT线材1可以通过将多个在CNT束中掺杂异种元素而形成的碳纳米管复合体进行绞合而构成。在此，CNT线材是指CNT的比例为90质量％以上的CNT线材。此外，在CNT线材中的CNT比例的计算中，排除镀层和掺杂剂。CNT单丝线11的长边方向形成CNT线材10的长边方向，因此CNT单丝线11呈线状。
在此，CNT是具有单层结构或多层结构的筒状体，分别称为SWNT(single-wallednanotube；单壁碳纳米管)、MWNT(multi-walled nanotube；多壁碳纳米管)。例如，具有2层结构的CNT呈将具有六边形格子的网眼结构的2个筒状体大致同轴配置的3维网眼结构体，称为DWNT(double-walled nanotube；双壁碳纳米管)。作为构成单位的六边形格子是在其顶点配置有碳原子的六元环，并与其他六元环相邻，从而使这些构成单元连续地键合。
CNT的属性取决于上述那样的筒状体的手性(chirality)。手性大致分为扶手椅型、锯齿型以及除此以外的手性型，扶手椅型呈现出金属性，手性型呈现出半导体性，锯齿型呈现出其中间的属性。由此，CNT的导电性基于具有哪种手性而差异较大，要使CNT集合体的导电性提高，增大呈现出金属性的属性的扶手椅型的CNT的比例较重要。另一方面，已知通过在具有半导体性的手性型的CNT中掺杂具有供电子性或受电子性的物质(异种元素)，从而呈现出金属属性。另外，关于一般的金属，因掺杂异种元素，引起传导电子在金属内部散乱，从而导电性下降，与之同样，在金属性CNT中掺杂异种元素的情况下，也会引起导电性的下降。
如此，就金属性CNT以及半导体性CNT的掺杂效果而言，从导电性的观点出发，可以说处于折衷的关系，理论上优选：将金属性CNT与半导体性CNT分开制作，在仅对半导体性CNT施加掺杂处理后，再将它们进行组合。然而，现有的制法技术难以将金属性CNT与半导体性CNT选择性地分开制作，金属性CNT与半导体性CNT是以混合在一起的状态进行制作的。因此，要使由金属性CNT与半导体性CNT的混合物构成的CNT线材的导电性提高，优选选择基于异种元素/分子的掺杂处理高效的CNT结构。
在由多个CNT的集合体构成的CNT束中，具有2层结构或3层结构的CNT的个数之和相对于多个CNT的个数的比率优选为50％以上，进一步优选为75％以上。即，在将构成一个CNT束的全部CNT的总数设为NTOTAL，将上述全部CNT当中具有2层结构的CNT(2)的数量之和设为NCNT(2)，并将上述全部CNT当中具有3层结构的CNT(3)的数量之和设为NCNT(3)时，能够以下记式(1)进行表征。
(NCNT(2)+NCNT(3))/NTOTAL×100(％)≥50(％) (1)
2层结构或3层结构那样的层数少的CNT与层数更多的CNT相比，导电性更高。另外，将掺杂剂导入至CNT的最内层的内部、或多个CNT所形成的CNT间的间隙。CNT的层间距离与石墨的层间距离即0.335nm相等，在多层CNT的情况下，掺杂剂要想进入其层间从尺寸上是困难的。基于此，虽然通过向CNT的内部以及外部导入掺杂剂会显现掺杂效果，但在多层CNT的情况下，位于与最外层以及最内层未相接的内部的管的掺杂效果难以显现。基于以上的理由，在向多层结构的CNT分别施加了掺杂处理时，具有2层结构或3层结构的CNT的掺杂效果最高。另外，掺杂剂多为呈现出强的亲电性或亲核性的反应性高的试剂。单层结构的CNT与多层相比，刚度更弱，耐药性更差，因此若施加掺杂处理，则CNT自身的结构有时会被破坏。因此，在本发明中，着眼于CNT集合体中包含的具有2层结构或3层结构的CNT的个数。另外，若2层或3层结构的CNT的个数之和的比率小于50％，则具有单层结构或4层结构的CNT的比率高，CNT集合体整体上的掺杂效果小，难以得到高电导率。由此，将2层或3层结构的CNT的个数之和的比率设为上述范围内的值。
关于CNT中掺杂的掺杂剂，只要导电性提高，就不受特别限定，但例如是选自由硝酸、硫酸、碘、溴、钾、钠、硼以及氮构成的组中的1个以上的异种元素或分子。
另外，构成CNT束的CNT的最外层的外径优选为5.0nm以下。若构成CNT束的CNT的最外层的外径超过5.0nm，则因CNT间以及最内层的间隙引起的孔隙率变大，导电性下降，故不优选。因此，将构成CNT束的CNT的最外层的外径设为5.0nm以下。
适用于无铁芯电机1的线圈30的CNT的取向度(方位角)优选为30°以下。若CNT的取向度为30°以下，则CNT对齐，CNT线材的刚度提高，从而提高无铁芯电机的形状保持性。进而，从作为CNT电线的散热性的观点出发，CNT的取向度进一步优选为5°以上且30°以下。
CNT的取向度例如通过以下的方法进行测量。即，使用聚焦离子束(FIB)沿CNT线材的截面方向较薄地切片为50μm厚。接下来，使用小角X射线散射装置，对于该切片的面沿垂直方向入射X射线，以高斯函数或洛伦兹函数对所得到的散射峰值的方位图(方位角)进行拟合，从而测量方位角的半值宽度Δθ。
另外，关于适用于无铁芯电机1的线圈30的CNT，该CNT的管束的平均长度优选为3μm以上。若CNT的管束的平均长度为3μm以上，则CNT电线呈现高散热性。从作为CNT电线的散热性的观点出发，CNT的管束的平均长度更优选为5μm以上，进一步优选为7μm以上。
作为上述CNT的取向度与管束的平均长度的优选组合，从作为CNT电线的散热性的观点出发，优选取向度为30°以下且管束的平均长度为3μm以上的情况，更优选取向度为25°以下且管束的平均长度为5μm以上的情况，进一步优选取向度为20°以下且管束的平均长度为7μm以上的情况。
CNT电线具有如下特征：利用夹具夹持距离长度12cm的碳纳米管电线的两端分别1cm的部分，并在水平的状态下以100gf的张力保持10分钟后，仅松开一端的夹具，该一端的末端相对于相反侧的末端下降1cm以上的碳纳米管电线占20％以下。若是这样的CNT电线，则作为无铁芯电机1的线圈30时，呈现出优异的形状保持性和散热特性。另外，优选利用夹具夹持距离长度12cm的碳纳米管电线的两端分别1cm的部分，并在水平的状态下以100gf的张力保持10分钟后，仅松开一端的夹具，该一端的末端相对于相反侧的末端下降1cm以上的碳纳米管电线占5％以上。这是为了确保碳纳米管线材的柔软性，使线圈30制作时的卷绕作业性得以提高。
CNT电线相对于线圈30整体的重量，优选包含60wt％以上。在CNT电线为60wt％以上的情况下，关于无铁芯电机1中的CNT电线的散热性以及加速特性，能够呈现出优异的性能。线圈30中包含的CNT电线的比例更优选为75wt％以上，进一步优选为90wt％以上。
另外，CNT电线可以不仅是仅由CNT线材组成的构成，还可以是包含金属线材的构成。作为金属线材，例如可列举铜(Cu)、铜合金、铝(Al)、铝合金等。
(包覆层)
包覆层具有形成于CNT线材的外周且对CNT线材进行绝缘包覆的绝缘层。绝缘层由树脂材料构成，例如由热塑性树脂形成。作为热塑性树脂，例如可列举聚烯烃(聚乙烯、聚丙烯等)、聚酰胺、聚酯(以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、分别以对苯二甲酸乙二醇酯单元、对苯二甲酸丁二醇酯单元为主体的共聚聚酯等)、聚碳酸酯、聚缩醛等，还能将上述热塑性树脂适当混合、改性后进行使用。
在包覆层仅由绝缘层构成的情况下，优选绝缘层的厚度为0.015mm以上。在此仅形成为绝缘层是为了明确与后述的绝缘层与熔接层的差异，绝缘层可以包含树脂材料以外的添加剂、填料材料、以及对CNT线材与绝缘层进行粘接的粘接层等其他材料。若绝缘层的厚度小于0.015mm，则作为绝缘层的刚度低，不能呈现CNT电线作为线圈30进行形状保持所需的足够的刚度，因此不优选。另一方面，若绝缘层的厚度为0.015mm以上，则能够得到具有充分的形状保持性的CNT电线作为无铁芯电机1的线圈30。另外，从在形状保持性的基础上还考虑无铁芯电机1所要求的散热性的观点出发，绝缘层的厚度更优选为0.015mm以上且0.15mm以下。进而，从在形状保持性以及散热性的基础上还考虑无铁芯电机1所要求的加速特性的观点出发，绝缘层的厚度更优选为0.015mm以上且0.08mm以下，进一步优选为0.015mm以上且0.035mm以下。
此外，对CNT线材进行包覆的绝缘层的厚度能够设定得大于对金属制的线材进行包覆的绝缘层的厚度。Cu(铜)等金属与CNT相比，热传导性的各向异性更小，产生的热量更容易向作为树脂的绝缘层传递。因此，使用金属制的线材的电线即使具有与CNT线材同等厚度的绝缘层，与CNT电线相比，散热性也更差。因此，CNT电线即使具有厚度比金属制的线材更大的绝缘层，也能够呈现出良好的散热性。
在包覆层由绝缘层和比绝缘层更外层的熔接层构成的情况下，优选绝缘层的厚度为0.003mm以上。若绝缘层的厚度小于0.003mm，则作为绝缘层的刚度低，不能使CNT电线在作为线圈30时呈现形状保持所需的有效刚度，因此不优选。另一方面，若绝缘层的厚度为0.003mm以上，则能够得到作为无铁芯电机1的线圈30的、具有有效的形状保持性的CNT电线。另外，从在形状保持性的基础上还考虑无铁芯电机1所要求的散热性的观点出发，绝缘层的厚度更优选为0.003mm以上且小于0.015mm。
熔接层例如由聚酰胺酰亚胺构成。熔接层的厚度优选为0.001mm以上且0.02mm以下。
另外，在CNT电线的导体包含金属线作为CNT线材的辅助线材的情况下，绝缘层的厚度优选为0.003mm以上。若绝缘层的厚度小于0.003mm，则作为绝缘层的刚度低，不能使CNT电线在作为线圈30时呈现出形状保持所需的有效刚度，因此不优选。另一方面，若绝缘层的厚度为0.003mm以上，则能够得到作为无铁芯电机1的线圈30、具有有效的形状保持性的CNT电线。另外，从在形状保持性的基础上还考虑无铁芯电机1所要求的散热性的观点出发，绝缘层的厚度进一步优选为0.003mm以上且小于0.015mm。
另外，在使用金属线作为辅助线材的情况下，金属线的直径优选为0.02mm～1mm。若金属线的直径小于0.02mm，则形状保持性不充分。若大于1mm，则在小型的电机中增加线圈的匝数变难，无铁芯电机的特性下降。进而，金属线相对于CNT电线优选为0.1wt以上且小于50wt％。若金属线相对于CNT电线的重量比例小于0.1wt％，则形状保持性不充分，若为50wt％以上，则线圈变重。
另外，就提高CNT线材的刚度而言，涉及提高CNT线的密度、提高结晶性等多个因素。例如，优选密度为1.3g/cm3以上，可以提高构成CNT线材的CNT集合体自身的密度，也可以提高构成CNT线材的单丝线捻度。尤其是CNT线材的捻度优选为100T/M以上。通过使线材的捻度为100T/M以上，构成CNT线材的单丝线紧密堆积，而使线材的强度提高，另外，通过使线材的捻度为500T/M以下，还能够兼顾CNT电线的形状加工性。进而，CNT线材的捻度更优选为100T/M以上且300T/M以下。通过使线材的捻度为100T/M以上且300T/M以下，从而树脂容易陷入，能够使作为包覆树脂的状态下的CNT线材的刚度均匀。
作为结晶性，优选G/D比为50以上。这是由于，通过使线材的G/D比为50以上，非晶碳少，能够呈现出作为CNT电线有效的硬挺度。
实施例
以下，针对本发明的实施方式所涉及的实施例进行说明。此外，以下的实施例只是说明本发明所涉及的形态的例示，本发明不限于该实施例。
(实施例1)
制作将CNT电线作为线圈的无铁芯电机，构成线圈的电线具有外径为0.05mm、绞合根数为4根且捻度为100T/M的CNT线材、以及厚度为0.02mm(绝缘层厚度/线材外径的比值0.4)并由聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)构成的绝缘层。
(实施例2)
绝缘层的厚度为0.04mm(绝缘层厚度/线材外径的比值0.8)，除此以外与实施例1同样。
(实施例3)
绝缘层的厚度为0.1mm(绝缘层厚度/线材外径的比值2.0)，除此以外与实施例1同样。
(实施例4)
绝缘层的厚度为0.2mm(绝缘层厚度/线材外径的比值4.0)，除此以外与实施例1同样。
(实施例5)
使用具有厚度为0.004mm(绝缘层厚度/线材外径的比值0.08)、且由聚氨酯和熔接层构成的绝缘层的CNT电线，除此以外与实施例1同样。应予说明，本实施例的电线在线材的外层形成有厚度为0.002mm的聚氨酯层，并进一步在聚氨酯层的外层形成有厚度为0.002mm的由聚酰胺酰亚胺构成的自熔接层。
(实施例6)
在线材的外层形成有厚度0.005mm的聚氨酯层，并进一步在聚氨酯层的外层形成有厚度0.005mm的由聚酰胺酰亚胺构成的自熔接层，除此以外与实施例5相同。
(实施例7)
制作将CNT电线作为线圈的无铁芯电机，构成线圈的电线具有线材以及绝缘层，所述线材由外径为0.05mm且绞合根数为3根的CNT线材和外径为0.05mm且绞合根数为1根的Cu(铜)线材构成，所述绝缘层的厚度为0.01mm(绝缘层厚度/线材外径的比值0.2)且由聚丙烯(PP)构成。
(比较例1)
使用具有厚度为0.01mm(绝缘层厚度/线材外径的比值0.2)、且由聚丙烯(PP)构成的绝缘层的CNT电线，除了以外与实施例1同样。
(比较例2)
绝缘层由PBT构成，除了以外与比较例1同样。
(比较例3)
制作将电线作为线圈的无铁芯电机，电线具有外径为0.1mm、且绞合根数为1根的Cu(铜)线材、以及厚度为0.01mm(绝缘层厚度/线材外径的比值0.2)的由聚丙烯(PP)构成的绝缘层。
此外，作为在上述实施例1～7以及比较例1～2中使用的CNT线材，使用取向度为5～30°且管束的平均长度为3μm以上的CNT线材。
接下来，通过下述方法来评价连接结构的特性。
(a)CNT电线的形状保持性
利用夹具来夹持距离长度12cm的CNT电线的两端分别1cm的部分，并在水平的状态下以100gf的张力保持10分钟。接下来，仅松开一端的夹具，测量该一端的末端相对于相反侧的末端下降的距离。对10根进行同样的试验，若没有下降1cm以上，则设为“◎”，若1～2根下降1cm以上，则设为“○”，若3根以上CNT电线下降1cm以上，则设为“×”，“◎”或“○”的情况下，评价为形状保持性优异。此外，关于形状保持性，将“◎”评价为最优，将“○”评价为次优。
(b)CNT电线的散热性
在线圈中的通电电流为0.5A时，计测直至线圈的温度成为100℃为止的时间。在计测时间为100秒以上的情况下设为“◎”，在50～100秒的情况下设为“○”，在20～50秒的情况下设为“△”，在小于20秒的情况下设为“×”，在“◎”、“○”、“△”的任一种的情况下，评价为散热性优异。此外，关于散热性，将“◎”评价为最优，并按“○”、“△”的顺序评价为次优、次次优。
(c)无铁芯电机的加速特性
在无铁芯电机中通电电流为0.5A时，计测直至到达转速5000rpm为止的时间。在计测时间小于1秒的情况下设为“○”，在1～2秒的情况下设为“△”，在超过2秒的情况下设为“×”，在“○”或“△”的情况下，评价为加速特性优异。此外，关于加速特性，将“○”评价为最优，将“△”评价为次优。
上述实施例1～7及比较例1～3的测量以及评价结果如表1所示。
[表1]
Figure BDA0003263416980000111
如表1所示，在实施例1～7的无铁芯电机中，形状保持性和散热性的评价良好。
关于包覆层仅由绝缘层构成的无铁芯电机，在包覆层的厚度为0.015mm以上且0.15mm以下的实施例1～3中，除了形状保持性和散热性以外，加速特性的评价也良好。进而，在包覆层的厚度为0.015mm以上且0.08mm以下的实施例1以及2中，加速特性的评价更良好，在包覆层的厚度为0.015mm以上且0.035mm以下的实施例1中，加速特性的评价愈加良好。
另外，关于包覆层由绝缘层和熔接层构成的无铁芯电机，在绝缘层的厚度为0.003mm以上且小于0.015mm的实施例5以及6中，除了形状保持性和散热性以外，加速特性的评价也良好。
另外，关于在CNT电线中包含金属线材(Cu线材)的无铁芯电机，在包覆层的厚度为0.003mm以上且小于0.015mm的实施例5以及6中，除了形状保持性和散热性以外，加速特性的评价也良好。
另一方面，如表1所示，在比较例1以及2的无铁芯电机中，包覆层仅为绝缘层(PBT或PP)，包覆层的厚度为0.01mm，因此形状保持性的评价并非良好。另外，在比较例3的无铁芯电机中，电线不是CNT线材，而是铜线材，因此虽然形状保持性的评价良好，但在散热性和加速特性的评价中未得到良好的评价结果。关于其原因，推测为：铜线材的热传导性的各向异性小，热量容易传递至包覆层侧，且热量不易释放至外部。
标号说明
1无铁芯电机；10旋转轴；20旋转板；30线圈；40磁铁。

Claims (15)

1.一种无铁芯电机，其具备旋转轴、安装于该旋转轴的旋转板以及由该旋转板支承的线圈，所述无铁芯电机的特征在于：
所述线圈由碳纳米管电线构成，所述碳纳米管电线具有碳纳米管线材和包覆层，所述碳纳米管线材由多个碳纳米管构成，所述包覆层具有对所述碳纳米管线材进行绝缘包覆的绝缘层，
对于所述碳纳米管电线，在利用夹具夹持距离长度12cm的碳纳米管电线的两端分别1cm的部分，并在水平状态下以100gf的张力保持10分钟后，仅松开一端的夹具，该一端的末端相对于相反侧的末端下降1cm以上的碳纳米管电线占20％以下。
2.根据权利要求1所述的无铁芯电机，其中，
所述碳纳米管电线的所述包覆层仅由所述绝缘层构成。
3.根据权利要求2所述的无铁芯电机，其中，
所述包覆层的厚度为0.015mm以上。
4.根据权利要求2所述的无铁芯电机，其中，
所述包覆层的厚度为0.015mm以上且0.15mm以下。
5.根据权利要求2所述的无铁芯电机，其中，
所述包覆层的厚度为0.015mm以上且0.08mm以下。
6.根据权利要求2所述的无铁芯电机，其中，
所述包覆层的厚度为0.015mm以上且0.035mm以下。
7.根据权利要求1所述的无铁芯电机，其中，
所述碳纳米管电线的所述包覆层由内层的所述绝缘层和外层的熔接层构成。
8.根据权利要求7所述的无铁芯电机，其中，
所述绝缘层的厚度为0.003mm以上。
9.根据权利要求7所述的无铁芯电机，其中，
所述绝缘层的厚度为0.003mm以上且小于0.015mm。
10.根据权利要求1所述的无铁芯电机，其中，
所述碳纳米管电线包含金属线材。
11.根据权利要求10所述的无铁芯电机，其中，
所述碳纳米管电线具有对所述碳纳米管线材和所述金属线材进行包覆的包覆层，
所述包覆层具有所述绝缘层，
所述绝缘层的厚度为0.003mm以上。
12.根据权利要求10所述的无铁芯电机，其中，
所述绝缘层的厚度为0.003mm以上且小于0.015mm。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的无铁芯电机，其中，
所述线圈具有60wt％以上的碳纳米管电线。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的无铁芯电机，其中，
构成所述碳纳米管线材的碳纳米管的取向度为30°以下。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的无铁芯电机，其中，
构成所述碳纳米管线材的碳纳米管的管束的平均长度为3μm以上。
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