JP2003132736A - Wire - Google Patents

Wire

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JP2003132736A
JP2003132736A JP2001322810A JP2001322810A JP2003132736A JP 2003132736 A JP2003132736 A JP 2003132736A JP 2001322810 A JP2001322810 A JP 2001322810A JP 2001322810 A JP2001322810 A JP 2001322810A JP 2003132736 A JP2003132736 A JP 2003132736A
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JP
Japan
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wire
current
copper
conductivity
motor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2001322810A
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Japanese (ja)
Inventor
Keiichi Kamimura
敬一 上村
Kiyomitsu Oshikawa
清満 押川
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Asmo Co Ltd
Original Assignee
Asmo Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an economic wire which is used for electric/electronic equipments such as motors wherein a high-frequency current is used, and in which weight-saving and promotion of efficiency of the equipments can be aimed at and effective utilization of the high-frequency current can be aimed at. SOLUTION: This is the wire 1 in which plural layers are provided in the diameter direction, and as for the plural layers, the outer layer is formed by a material having a larger electric conductivity than that of the inner layer.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はワイヤに係り、特に
モータ等の高周波電流が通電される電気・電子機器に使
用されるワイヤに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wire, and more particularly to a wire used in electric / electronic devices such as motors to which high frequency current is applied.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、モータを含む電気・電子機器等
は、小型化・軽量化等が図られている。例えば、モータ
はそれに伴い処理動作・速度の高速化、多極化が行わ
れ、モータに巻回されているワイヤ(巻線)に流される
電流は高周波化されている。又、モータの制御に関して
も、例えばパルス幅制御(PWM)やインバータ制御等
が行われる場合、モータの速度制御を行うために用いら
れる巻線電流は高周波化されている。
2. Description of the Related Art In recent years, electric and electronic devices including motors have been reduced in size and weight. For example, the processing operation / speed of the motor has been increased and the number of poles has been increased accordingly, and the current passed through the wire (winding) wound around the motor has been increased in frequency. Regarding the motor control, for example, when pulse width control (PWM) or inverter control is performed, the winding current used to control the speed of the motor has a high frequency.

【0003】現在、モータを含む電気・電子機器等で用
いられるワイヤは、主に銅線が使われている。銅は、導
電率及び比重が大きいことを特徴としている。導電率が
大きいことによる利点として、同量の電流を通すために
必要な巻線の断面積を小さくすることができるので、電
気機器等に組み込まれる場合、銅線は前記電気機器等の
小型化に適している。しかし、銅線は、比重が大きいの
で、軽量化の面では不向きであった。
At present, copper wires are mainly used as wires used in electric / electronic devices including motors. Copper is characterized by high conductivity and specific gravity. The advantage of high conductivity is that the cross-sectional area of the winding required to pass the same amount of current can be reduced, so when incorporated in electrical equipment, copper wires can be made smaller. Suitable for However, since the copper wire has a large specific gravity, it is not suitable for weight reduction.

【0004】また、ワイヤとしてアルミニウム線を使用
する技術が知られているが、アルミニウムの導電率は銅
の62パーセント程度であり、他の金属材料と比して良
く、比重は銅の1/3程度と小さい。このようにアルミ
ニウム線は導電率が大きいので、軽量化の面では適して
いるが、銅線と同じ電気抵抗を確保しようとする場合、
断面積が大きくなり、巻線自体が大型化してしまうとい
う不都合があった。
Further, a technique of using an aluminum wire as a wire is known, but the conductivity of aluminum is about 62% of copper, which is better than that of other metal materials, and the specific gravity is 1/3 of that of copper. Small and small. In this way, aluminum wire has high conductivity, so it is suitable in terms of weight reduction, but when trying to secure the same electrical resistance as copper wire,
There is an inconvenience that the cross-sectional area becomes large and the winding itself becomes large.

【0005】さらに、ワイヤを比重が小さく且つ引張強
度が大きい線状材料と、その表面に設けられた導電体材
料の2層の材料で構成した技術が知られている。例えば
線状材料をカーボンファイバーで構成し、そのカーボン
ファイバーの外側表面を導電体材料である銅で被覆する
ことにより、カーボンファイバーの比重が小さいため、
銅線と比べて軽量なワイヤを作製することが可能であ
る。
Further, there is known a technique in which a wire is composed of a linear material having a small specific gravity and a large tensile strength and a two-layer material of a conductor material provided on the surface thereof. For example, the linear material is composed of carbon fiber, by coating the outer surface of the carbon fiber with copper which is a conductor material, the specific gravity of the carbon fiber is small,
It is possible to manufacture a wire that is lighter than a copper wire.

【0006】また、高周波電流を使用する場合は、カー
ボンファイバーの表面を被覆している銅に電流が流れ、
且つ渦電流損失を低減することができるので、電流を有
効に利用することが可能である。したがって、従来の銅
線と比して、同等の限界電流密度を維持できると共に、
軽量化を図ることが可能である。
When high frequency current is used, the current flows through the copper coating the surface of the carbon fiber,
In addition, since the eddy current loss can be reduced, the current can be effectively used. Therefore, compared with the conventional copper wire, while maintaining the same limiting current density,
It is possible to reduce the weight.

【0007】さらに、引張強度が大きいカーボンファイ
バーを使用しているため、銅からなるワイヤより細くし
ても、コイルに巻くための十分な引張強度を得ることが
できるので、大きな引張強度も備えたワイヤを得ること
が可能である(特開平5−114311号公報参照)。
Further, since the carbon fiber having high tensile strength is used, even if the wire is made thinner than the wire made of copper, sufficient tensile strength for winding the coil can be obtained. It is possible to obtain a wire (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-114311).

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】一般に、直流電動モー
タで使用されている巻線に高周波電流を流した場合、巻
線に流れる電流の周波数が大きくなると、巻線の表面付
近に電流が集中して流れるいわゆる表皮効果により、巻
線の中心に近くなる程電流が流れにくくなるという現象
が起きてしまう。
Generally, when a high frequency current is passed through a winding used in a DC electric motor, if the frequency of the current flowing through the winding increases, the current concentrates near the surface of the winding. Due to the so-called skin effect that flows as a result, a phenomenon occurs in which it becomes more difficult for current to flow closer to the center of the winding.

【0009】したがって、導電率の大きい銅線を使用し
ている場合であっても巻線中心部に流れる電流の量は低
減してしまい、銅線は有効に利用されない。そのため、
巻線の見かけの電気抵抗が増大し、モータの特性劣化に
つながっていた。
Therefore, even when a copper wire having a high conductivity is used, the amount of current flowing through the center of the winding is reduced, and the copper wire is not effectively used. for that reason,
The apparent electrical resistance of the windings increased, leading to deterioration of motor characteristics.

【0010】また、モータの電機子等ワイヤを用いたも
のは、リサイクルのために鉄芯と巻線に分離することな
くそのまま同じ炉で溶解されるため、炉に投入すると、
鉄芯に使用されている鉄と、ワイヤに使用されている銅
が炉の中で溶解され混ざり合ってしまい、鉄の材質を著
しく悪化させてしまうという不都合があった。
Further, a motor armature or other wire using wire is melted in the same furnace as it is without being separated into an iron core and a winding for recycling.
There is a disadvantage that the iron used in the iron core and the copper used in the wire are melted and mixed in the furnace, which significantly deteriorates the material quality of the iron.

【0011】したがって、回収される鉄の材質を悪化さ
せないため、炉に投入する前に電機子等からワイヤを分
離しなければならず、その分リサイクルをするのに、時
間とコストが掛かってしまうという不都合があった。
Therefore, in order not to deteriorate the quality of the recovered iron, it is necessary to separate the wire from the armature or the like before putting it in the furnace, and it takes time and cost to recycle the wire. There was an inconvenience.

【0012】さらにまた、上記カーボンファイバーの表
面を銅で被覆しているワイヤを直流電流のモータで使用
した場合、中心部に引張強度は大きいが導電率の小さい
材料を使用しているため、ワイヤ全体としての電気抵抗
が大きくなり、このために不都合が生じる可能性があ
る。すなわち、上記ワイヤに突発的に過電流が流れるよ
うな場合、芯部は導電性がよくないため、外側部の銅に
掛かる負担が増大し、比較的容易に許容電流を超えてし
まう可能性があった。
Furthermore, when the wire coated with copper on the surface of the carbon fiber is used in a direct current motor, since a material having high tensile strength but low conductivity is used in the central portion, the wire is The overall electrical resistance increases, which can cause disadvantages. That is, when an overcurrent suddenly flows in the wire, since the core portion has poor conductivity, the load on the outer copper increases, and the allowable current may be exceeded relatively easily. there were.

【0013】本発明の目的は、高周波電流が使用される
モータ等の電気・電子機器に使用されるワイヤであっ
て、前記機器の軽量化,効率化を図ることができると共
に、高周波電流の有効利用が図れ、且つ許容電流の大き
なワイヤ、を提供することにある。
An object of the present invention is a wire used for electric / electronic equipment such as a motor in which a high frequency current is used. The weight and efficiency of the equipment can be reduced and the high frequency current can be effectively used. It is to provide a wire that can be used and has a large allowable current.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】前記課題は、請求項1に
記載のワイヤによれば、径方向に複数の層を備えたワイ
ヤであって、前記複数の層は内側の層より外側の層の方
が導電率の大きな材料で形成されることにより解決され
る。
According to the wire of claim 1, the above-mentioned problem is a wire having a plurality of layers in a radial direction, the plurality of layers being layers outside the inner layer. Is solved by being formed of a material having higher conductivity.

【0015】径方向に複数の層を備え、前記複数の層が
内側層より外側層の方が導電率の大きな材料を用いるこ
とにより、低周波から高周波電流まで幅広く対応できる
ワイヤを得ることができる。すなわち、高周波電流が通
電される場合は、外側の良導体材料を中心として電流が
分布することになり、低周波電流が通電される場合は、
ワイヤ全体もしくは外側層を中心として電流が流れるこ
とになる。
By providing a plurality of layers in the radial direction and using a material in which the outer layers have a higher conductivity than the inner layer, a wire which can be widely applied from low frequency to high frequency current can be obtained. . That is, when a high frequency current is applied, the current is distributed around the outer good conductor material, and when a low frequency current is applied,
An electric current will flow around the entire wire or the outer layer.

【0016】このように、上記ワイヤに高周波電流が通
電される場合は、従来の銅線のような一層の材料からな
るワイヤと比べて、組み込まれる電気機器等の性能及び
効率を落とすことなく同等の性能及び効率を得ることが
できる。それと共に、内側層に用いられる材料は、安価
な材料や引張強度が大きい材料等を選択することがで
き、ワイヤに付加的な価値を与えることができる。
As described above, when a high frequency current is applied to the wire, it is equivalent to a wire made of a single layer material such as a conventional copper wire without deteriorating the performance and efficiency of the electric equipment to be incorporated. Performance and efficiency can be obtained. At the same time, as the material used for the inner layer, an inexpensive material, a material having a high tensile strength, or the like can be selected, and an additional value can be added to the wire.

【0017】また、前記課題は、請求項2に記載のワイ
ヤによれば、径方向に複数の層を備えたワイヤであっ
て、前記複数の層は内側の層より外側の層の方が比重の
大きな材料で形成されていることにより解決される。
Further, according to the wire of the present invention, the object is a wire having a plurality of layers in a radial direction, wherein the plurality of layers have a specific gravity in an outer layer rather than an inner layer. It is solved by being formed of a large material.

【0018】前記複数の層は、内側層より外側層の方が
比重が大きい材料によって形成されることにより、内側
層の材料の比重が小さいので、ワイヤの軽量化を図るこ
とができると共に、電気・電子機器の軽量化を図ること
ができるため好適である。
Since the outer layers of the plurality of layers are made of a material having a larger specific gravity in the outer layer than in the inner layer, the specific gravity of the material of the inner layer is small, so that it is possible to reduce the weight of the wire and to reduce the electricity consumption. -It is suitable because the weight of the electronic device can be reduced.

【0019】高周波電流が流される場合であれば電流が
表皮効果により外側の層を中心に分布することになるの
で、ワイヤは、外側層に導電率の大きな材料が用いられ
れば、従来の銅線のような一層のワイヤと比べて、組み
込まれる電気機器等の性能及び効率を落とすことなく同
等の性能及び効率を発揮させることができる。
When a high-frequency current is applied, the current is distributed mainly in the outer layer due to the skin effect. Therefore, if the outer layer is made of a material having a high conductivity, the wire will be a conventional copper wire. Compared with the one-layer wire, it is possible to exhibit the same performance and efficiency without deteriorating the performance and efficiency of the incorporated electric equipment.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して詳細に説明する。図1は実施例のモータの部
分断面図、図2は実施例のワイヤの断面図、図3は実施
例のワイヤの縦断面図、図4は実施例のワイヤの中心か
らの距離と導電率との関係を示す概念図、図5は別実施
例のモータの断面図、図6は別実施例のワイヤの断面図
である。以下に説明する配置、形状等は、本発明を限定
するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変する
ことができることは勿論である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 is a partial sectional view of a motor of an embodiment, FIG. 2 is a sectional view of a wire of an embodiment, FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a wire of an embodiment, and FIG. 4 is a distance from the center of the wire of the embodiment and conductivity. 5 is a sectional view of a motor of another embodiment, and FIG. 6 is a sectional view of a wire of another embodiment. The arrangement, shape, etc. described below are not intended to limit the present invention, and it goes without saying that various modifications can be made in accordance with the spirit of the present invention.

【0021】図1に本発明のワイヤ1をモータ10に適
用した例を示す。モータ10は、軸受け16a、16b
に支承されたロータ11と、ロータ11の外周に設けら
れたステータ17と、これらを収容するフレーム20及
びフロントカバー21とを備える。
FIG. 1 shows an example in which the wire 1 of the present invention is applied to a motor 10. The motor 10 includes bearings 16a and 16b.
A rotor 11 supported by the rotor 11, a stator 17 provided on the outer periphery of the rotor 11, a frame 20 and a front cover 21 that accommodate them.

【0022】ロータ11は、回転シャフト12と、回転
シャフト12と一体に回転する円柱状マグネット15、
さらにその外側に設けられ一体に回転するロータコア1
3、14を備える。ステータ17は、ステータコア18
と、ステータコア18にワイヤ1が巻回された巻線19
を備える。
The rotor 11 includes a rotating shaft 12, a cylindrical magnet 15 that rotates integrally with the rotating shaft 12,
Further, a rotor core 1 provided on the outside thereof and integrally rotated
3 and 14 are provided. The stator 17 has a stator core 18
And winding 19 in which the wire 1 is wound around the stator core 18.
Equipped with.

【0023】このモータ10は、不図示の制御部からの
高周波制御電流により巻線19が励磁されると回転磁界
がステータ17側に発生し、これにつれてロータコア1
3、14、マグネット15、及び回転シャフト12が回
転するものである。
In this motor 10, when the winding 19 is excited by a high frequency control current from a control unit (not shown), a rotating magnetic field is generated on the stator 17 side, and accordingly, the rotor core 1 is generated.
3, 14, the magnet 15, and the rotating shaft 12 rotate.

【0024】図2、図3に示すように、ワイヤ1は、そ
の中心から芯材2,中層部3,表層部4,不図示の絶縁
部で構成されている。本実施例では、芯材2はカーボン
ファイバー、中層部3はアルミニウム、表層部4は銅が
用いられている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the wire 1 is composed of a core material 2, an intermediate layer portion 3, a surface layer portion 4, and an insulating portion (not shown) from the center thereof. In this embodiment, carbon fiber is used for the core material 2, aluminum is used for the middle layer portion 3, and copper is used for the surface layer portion 4.

【0025】カーボンファイバーは、引張強度3000
0kg/cm程度、電気抵抗1500(μΩ・m)程
度、比重1.75程度で、アルミニウムは、引張強度1
100kg/cm、電気抵抗2.77(μΩ・m)程
度、比重2.6程度である。また、銅は引張強度270
0kg/cm程度、電気抵抗1.72(μΩ・m)程
度、比重8.65程度である。したがって、ワイヤ1は
外側の層ほど電気抵抗が小さい、つまり導電率が大きい
材料が用いられている。また、外側の層ほど、比重が小
さい材料が用いられている。
Carbon fiber has a tensile strength of 3000.
0 kg / cm 2 or so, about the electrical resistance 1500 (μΩ · m), in specific gravity of about 1.75, aluminum, tensile strength 1
100 kg / cm 2, electric resistance 2.77 (μΩ · m) about a specific gravity of about 2.6. Also, copper has a tensile strength of 270.
0 kg / cm 2 or so, about electric resistance 1.72 (μΩ · m), a specific gravity of about 8.65. Therefore, the wire 1 is made of a material having a smaller electric resistance in the outer layer, that is, a material having a larger electric conductivity. Further, a material having a smaller specific gravity is used for the outer layer.

【0026】通常、高周波電流が使用されるときには、
高周波電流が流されているワイヤの表面付近に電流が集
中してしまうという表皮効果が起こる。本実施例のワイ
ヤ1は、前記表皮効果を前提として、導体部としての最
外側の表層部4には導電率の大きい銅が使用され、芯材
2には導電率の小さい材料が使用されている。
Normally, when high frequency currents are used,
A skin effect occurs in which the current concentrates near the surface of the wire through which the high-frequency current is applied. In the wire 1 of the present embodiment, copper having a high electrical conductivity is used for the outermost surface layer portion 4 as a conductor portion and a material having a low electrical conductivity is used for the core material 2 on the premise of the skin effect. There is.

【0027】ワイヤ1に高周波電流が流されたとき、ワ
イヤ1の最外層部である導電率の大きい表層部4は、表
皮効果により電流密度が大きくなる。ワイヤ1の中心部
は、高周波電流が流されたとき、表皮効果により元々電
流密度が小さくなる部分である。したがって、ワイヤ1
では、中心部に導電性の殆んどない芯材2が使用されて
いるが、従来の銅線と略同等の限界電流密度が確保され
る。
When a high frequency current is applied to the wire 1, the outermost layer of the wire 1, which has a large conductivity, has a large current density due to the skin effect. The central portion of the wire 1 is a portion where the current density originally decreases due to the skin effect when a high frequency current is applied. Therefore, wire 1
In the above, a core material 2 having almost no conductivity is used in the central portion, but a limiting current density almost equal to that of a conventional copper wire is secured.

【0028】また、芯材2の材料として使用しているカ
ーボンファイバーは、導電率は小さいが、非常に軽量で
あり、さらに大きな引張強度を備えているため、芯材2
として使用するのに好適である。すなわち、ワイヤ1の
全体としての、引張強度が増し、さらに軽量化が図られ
る。
The carbon fiber used as the material of the core material 2 has a small electric conductivity, but is very lightweight and has a large tensile strength.
It is suitable for use as. That is, the tensile strength of the wire 1 as a whole is increased, and the weight is further reduced.

【0029】また、中層部3に用いるアルミニウムは、
導電率が銅の62パーセントと高く、表層部4と共に電
流を効率よく流すことができ、過電流が流れるようなと
きであっても、ワイヤ1は損傷することなく過電流に耐
えることができる。さらに、アルミニウムは銅よりも比
重が小さいため、ワイヤ1の軽量化を図ることができる
ので好適である。
The aluminum used for the middle layer 3 is
The electrical conductivity is as high as 62% of that of copper, so that the current can efficiently flow together with the surface layer portion 4, and the wire 1 can withstand the overcurrent without being damaged even when the overcurrent flows. Furthermore, since aluminum has a smaller specific gravity than copper, the weight of the wire 1 can be reduced, which is preferable.

【0030】さらに、中層部3の材質としてアルミニウ
ムを使用しても、中層部3の周囲に形成されている表層
部4の材質が銅であるため、端末処理等を行う場合に、
特殊なはんだ付け等の必要がなく、銅線と同じように取
扱うことができる。
Further, even if aluminum is used as the material of the intermediate layer portion 3, since the material of the surface layer portion 4 formed around the intermediate layer portion 3 is copper, when performing a terminal treatment or the like,
It does not require special soldering and can be handled like copper wire.

【0031】本発明の芯材2及び中層部3の材質は本実
施例のものに限られるものではなく、高周波電流がワイ
ヤ1に流れたときに起こる表皮効果により電流が集中す
る表皮部分に導電性の高い材料を用いれば、芯材2や中
層部3は例えば安価な材料や、比重の小さい材料、リサ
イクル面において有利な材料等、導電率にこだわらず、
自由に選択をすることも可能である。
The materials of the core material 2 and the intermediate layer portion 3 of the present invention are not limited to those of this embodiment, and the conductive material is applied to the skin portion where the current is concentrated by the skin effect which occurs when the high frequency current flows through the wire 1. If a material having a high property is used, the core material 2 and the middle layer portion 3 are not limited to the conductivity such as an inexpensive material, a material having a small specific gravity, a material advantageous in recycling, and the like.
It is also possible to choose freely.

【0032】モータ10のステータ17に巻回されてい
る巻線19は、上記のようなワイヤ1が使用されている
ため、前記制御部からの高周波制御電流は、巻線19の
導電率の大きい表層部4を主に流れるが、巻線19の限
界電流密度は従来の銅線と同程度であるので、モータ1
0は従来の銅線が用いられているモータと比して効率を
落とすことなく作動する。
Since the wire 1 as described above is used for the winding 19 wound around the stator 17 of the motor 10, the high frequency control current from the control section has a high conductivity of the winding 19. Although it flows mainly through the surface layer portion 4, since the limiting current density of the winding wire 19 is about the same as that of the conventional copper wire, the motor 1
0 operates without lowering the efficiency as compared with the motor using the conventional copper wire.

【0033】また、巻線19は、中層部3にも導電率の
大きい材料が用いられているため、全体として許容電流
は大きく維持されている。さらに、従来の銅線による巻
線と比べてワイヤ1による巻線19は軽量化されている
ので、モータ10は全体として軽量化が図られている。
Further, since the winding 19 is made of a material having a high conductivity also in the middle layer 3, the permissible current is kept large as a whole. Further, since the winding 19 made of the wire 1 is made lighter than the winding made of the conventional copper wire, the weight of the motor 10 is reduced as a whole.

【0034】ワイヤ1は、ダイス引きして製造すること
が可能である。その際各層の材料は互いに密着して形成
される。その他ワイヤ1は芯材2に表面加工を行うこと
によって製造することが可能である。表面加工方法とし
ては例えば、化学(無電解)メッキ法、真空蒸気法、ス
パッタリング法、電気メッキ法、陽極酸化法、レーザー
合金法、イオン注入法、イオンビームミキシング法、ク
ラスタ(デュアル)イオンビーム法、イオンプレーティ
ング法、プラズマCVD法、プラズマ溶射法等がある。
ただし、表面加工方法は上記に限られるものではない。
The wire 1 can be manufactured by die drawing. At that time, the materials of the respective layers are formed in close contact with each other. The wire 1 can be manufactured by subjecting the core material 2 to surface treatment. Examples of the surface processing method include chemical (electroless) plating method, vacuum vapor method, sputtering method, electroplating method, anodizing method, laser alloy method, ion implantation method, ion beam mixing method, cluster (dual) ion beam method. , Ion plating method, plasma CVD method, plasma spraying method and the like.
However, the surface processing method is not limited to the above.

【0035】上記実施例は、ワイヤ1の内部を3層とし
た場合を示したが、3層に限らず、2層又は4層以上で
あってもよい。図4は、ワイヤの中心からの距離と導電
率の変化の関係を示す概念図である。この図では、各層
に用いられる材料は、外側の層ほど大きな導電率を有す
る材料となっている。ワイヤ1は、このような導電率を
有する各種合金等を組み合せることにより製造すること
が可能である。
In the above embodiment, the case where the inside of the wire 1 has three layers has been shown, but the number of layers is not limited to three, and it may be two or four or more. FIG. 4 is a conceptual diagram showing the relationship between the distance from the center of the wire and the change in conductivity. In this figure, the material used for each layer is such that the outer layer has a higher conductivity. The wire 1 can be manufactured by combining various alloys having such conductivity.

【0036】図4のように、外側の層ほど大きな導電率
を有する材料を用いれば、高周波電流によって生起され
る表皮効果を、周波数に対応させてより効率よく利用す
ることが期待される。
As shown in FIG. 4, if a material having a higher conductivity is used in the outer layer, it is expected that the skin effect caused by the high frequency current can be used more efficiently in accordance with the frequency.

【0037】また、上述したようにモータ10は、ワイ
ヤ1を固定子側電機子の巻線に用いた例を示したが、固
定子側に限らず図5のモータ30のように回転子側電機
子の巻線とすることも可能である。
Further, as described above, the motor 10 has shown the example in which the wire 1 is used for the winding of the stator side armature. However, the motor 10 is not limited to the stator side and the rotor side as in the motor 30 of FIG. It can also be an armature winding.

【0038】モータ30は、ヨーク40、マグネット3
5、ロータコア33、ワイヤ1が巻回された巻線39、
回転シャフト32を有するロータ31、回転シャフト3
2に取り付けられた整流子42、ブラシ43等から構成
されている。ヨーク40は、円筒形状の筒部40aと、
筒部40aの開放側一端を塞いでいるエンド部40bと
から構成されている。
The motor 30 includes a yoke 40 and a magnet 3
5, the rotor core 33, the winding 39 around which the wire 1 is wound,
Rotor 31 having rotating shaft 32, rotating shaft 3
It is composed of a commutator 42, a brush 43, and the like attached to the No. 2. The yoke 40 includes a cylindrical tubular portion 40a,
It is composed of an end portion 40b that closes one end of the tubular portion 40a on the open side.

【0039】ロータ31の回転シャフト32の一端側
は、エンド部40bの中央に取り付けられた軸受け44
に回転可能に支持されており、他端側はシャフト孔45
に延びており、回転シャフト32は出力軸として機能す
る。そして、モータ30の作動制御は、不図示の制御部
からブラシ43に高周波制御電流を通電することにより
行われる。モータ30では回転子側電機子にワイヤ1を
用いているため、回転部分の重量が軽量化されるので好
適である。
One end of the rotary shaft 32 of the rotor 31 has a bearing 44 attached to the center of the end portion 40b.
Is rotatably supported by the shaft hole 45 at the other end.
The rotary shaft 32 functions as an output shaft. The operation control of the motor 30 is performed by supplying a high frequency control current to the brush 43 from a control unit (not shown). Since the motor 1 uses the wire 1 for the armature on the rotor side, the weight of the rotating portion is reduced, which is preferable.

【0040】上記したように、本実施の形態によれば、
以下の効果を有する。 (1)本実施例では、ワイヤ1を多層の材料で形成して
おり、表層部4を導電率の大きな材料で形成すると共
に、中層部3を導電率の比較的大きな材料で形成してい
る。したがって使用される電流の周波数によって、周波
数が非常に高い場合は、電流は主に表層部4を流れ、周
波数がそれほど高くない場合は、表層部4及び中層部3
を流れることが可能となり、効率的に電流を流すことが
できる。また、過電流が流れる場合であっても、表層部
4、中層部3及び芯材2によって過電流を流すことがで
きるので好適である。
As described above, according to this embodiment,
It has the following effects. (1) In this embodiment, the wire 1 is made of a multi-layered material, the surface layer portion 4 is made of a material having a large conductivity, and the middle layer portion 3 is made of a material having a relatively large conductivity. . Therefore, depending on the frequency of the current used, when the frequency is very high, the current mainly flows through the surface layer portion 4, and when the frequency is not so high, the surface layer portion 4 and the middle layer portion 3
Can be made to flow, and an electric current can be made to flow efficiently. Further, even when an overcurrent flows, the surface layer portion 4, the middle layer portion 3, and the core material 2 can pass the overcurrent, which is preferable.

【0041】(2)従来、ワイヤは導電材料を単層とし
たものであったため、導電率を重視してワイヤが選択さ
れていた。しかし本実施例の形態によれば、ワイヤ1を
表層部4,中層部3,芯材2と多層の材料によって形成
することにより、単層の材料のワイヤのように導電率の
大きい材料だけでなく、比重の小さな材料、引張強度が
大きい材料等を同じ1本のワイヤ内で使用することがで
きる。
(2) Conventionally, since the wire is made of a single layer of conductive material, the wire has been selected with an emphasis on conductivity. However, according to the embodiment, since the wire 1 is formed of the surface layer portion 4, the intermediate layer portion 3, and the core material 2 and the multilayer material, it is possible to use only a material having a large conductivity such as a wire of a single layer material. Instead, a material having a small specific gravity, a material having a large tensile strength, or the like can be used in the same single wire.

【0042】そして、ワイヤ1の用途に合せた材料で形
成することができるため、経済的にも好適である。ま
た、1本のワイヤで高い導電率,軽量化,大きな引張強
度等を満足させることができるため、効率的なワイヤを
得ることが可能である。
Since the wire 1 can be formed of a material suitable for the intended use, it is economically preferable. Further, since it is possible to satisfy high conductivity, weight reduction, large tensile strength and the like with one wire, it is possible to obtain an efficient wire.

【0043】したがって、ワイヤ1を用いることによ
り、軽量化を図ることができると共に、引張強度が大き
ければ電機子により隙間なく巻回することができるの
で、より効率のよいモータを得ることができる。
Therefore, by using the wire 1, the weight can be reduced, and if the tensile strength is large, the armature can be wound without any gap, so that a more efficient motor can be obtained.

【0044】(3)リサイクルの面においても、ワイヤ
1が電機子巻線として使用された後、再度回収され溶融
するために炉に投入された場合、鉄に銅が混ざると鉄の
材質が著しく劣化してしまうが、本実施例ではワイヤ1
は多層であり、外側以外を銅以外の材料とすると、鉄の
材質を悪化させる銅の割合が小さいので好適である。
(3) In terms of recycling, when the wire 1 is used as an armature winding, and then is put into a furnace to be recovered and melted again, if iron is mixed with copper, the material of iron becomes remarkable. Although it deteriorates, the wire 1 is used in this embodiment.
Is a multilayer, and it is preferable to use a material other than copper other than the outer side because the proportion of copper that deteriorates the iron material is small.

【0045】(4)本実施例において、表層部4が銅に
よって形成されているので、例えば、電源線との接続に
よって起こる電食を防ぐことができる。
(4) In this embodiment, since the surface layer portion 4 is made of copper, it is possible to prevent electrolytic corrosion caused by connection with the power supply line, for example.

【0046】(5)本実施例のワイヤ1は、中層部3に
アルミニウムを使用し、表層部4に銅を使用しているの
で、単層のアルミニウム線だけでは得られなかった、大
きい導電率を得ることができるとともに、単層のアルミ
ニウム線を使用する場合に行われる電食防止のための表
面を処理する手間が軽減される。
(5) Since the wire 1 of this embodiment uses aluminum for the middle layer 3 and copper for the surface layer 4, it has a large electric conductivity which cannot be obtained by a single-layer aluminum wire. In addition to the above, it is possible to reduce the trouble of treating the surface for preventing electrolytic corrosion, which is required when a single-layer aluminum wire is used.

【0047】なお、本発明の実施の形態は、以下のよう
に変更してもよい。 ○上記実施例では、ワイヤ1の表層部4に銅を使用して
いるが、表層部4には銀等の別の高い導電性を有する材
料を用いてよい。例えば、表層部4に銀を用いることに
より、比重は銅よりも大きいが、導電率は銅よりも大き
くなるので、さらに効率のよいワイヤを得ることができ
る。
The embodiment of the present invention may be modified as follows. In the above embodiment, copper is used for the surface layer portion 4 of the wire 1, but the surface layer portion 4 may be made of another material having high conductivity such as silver. For example, by using silver for the surface layer portion 4, the specific gravity is larger than that of copper, but the conductivity is larger than that of copper, so that a more efficient wire can be obtained.

【0048】○上記実施例では、ワイヤ1の芯材2には
カーボンファイバーを使用しているが、芯材2に鋼を使
用しても良い。芯材2に鋼を使用することにより、芯材
2でも電流を通すことができるため、高周波から低周波
までの電流使用時に対応した、より安定した電流を流す
ことができるワイヤを得ることができる。また、芯材2
は電流と共に磁気を流すこともできるので、ワイヤ1が
組み込まれた電子機器等の小型化を図ることができる。
In the above embodiment, carbon fiber is used for the core material 2 of the wire 1, but steel may be used for the core material 2. By using steel for the core material 2, current can be passed through the core material 2 as well, so that it is possible to obtain a wire capable of supplying a more stable current, which corresponds to the use of current from high frequencies to low frequencies. . Also, the core material 2
Since magnetism can be passed along with the electric current, it is possible to miniaturize an electronic device or the like in which the wire 1 is incorporated.

【0049】○また、図1ではワイヤ1を断面円形とし
ているが、図6のように矩形としても良い。矩形とする
ことにより、例えばモータ内で巻回される場合、ワイヤ
1相互間に隙間ができることなく巻回することが可能で
ある。
Although the wire 1 has a circular cross section in FIG. 1, it may have a rectangular shape as shown in FIG. By making the wire rectangular, for example, when it is wound in a motor, it is possible to wind the wires 1 without forming a gap between them.

【0050】○また、上記実施例では3層の材料によっ
て構成した例を示したが、3層に限らず、2層以上であ
ればよい。最外層部に導電率の高いものを用いるのであ
れば、ワイヤを多層ではなく2層に形成しても良い。
Further, in the above embodiment, an example in which the material is composed of three layers is shown, but the number of layers is not limited to three, and two or more layers may be used. If the outermost layer having high conductivity is used, the wire may be formed in two layers instead of multiple layers.

【0051】○また、上記実施例では、ワイヤ1をモー
タの電機子巻線に用いた例を示したが、電気・電子機器
に用いられる電線全般に用いることができ、例えばトラ
ンスやチョークコイル等に用いることが可能である。
In the above embodiment, the wire 1 is used for the armature winding of the motor, but it can be used for all electric wires used in electric and electronic equipments, such as transformers and choke coils. Can be used for.

【0052】上記実施形態から把握できるワイヤを適用
可能な機器の例として、技術的思想を以下に記載する。 (1)請求項1又は2に記載のワイヤが巻回された電機
子。高周波電流が電機子に流される場合であっても、電
流は外側層の導電率の大きい材料を中心に流れるので、
前記材料のみで構成された電機子と同程度の電流を流す
ことができると共に、内側層の選択された材料により軽
量化、高引張強度等の付加価値を与えることができる。
また、内側の層の材料を比重の小さな材料とすることに
より、電機子の軽量化を図ることができる。
The technical idea will be described below as an example of a device to which the wire that can be grasped from the above-described embodiment can be applied. (1) An armature around which the wire according to claim 1 or 2 is wound. Even when high-frequency current is passed through the armature, the current flows mainly in the outer layer material with high conductivity,
The same amount of current can be passed as an armature made of only the above material, and added values such as weight reduction and high tensile strength can be given by the selected material of the inner layer.
Further, by making the material of the inner layer a material having a small specific gravity, the weight of the armature can be reduced.

【0053】(2)請求項1又は2に記載のワイヤが巻
回された電機子を備えたモータ。前記ワイヤが用いられ
ることにより、モータの効率を落とすことなく、モータ
の軽量化及びそれに伴う効率化を図ることができる。
(2) A motor having an armature around which the wire according to claim 1 or 2 is wound. By using the wire, the weight of the motor can be reduced and the efficiency thereof can be improved without lowering the efficiency of the motor.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上のように、本発明に係るワイヤによ
れば、ワイヤを多層形状とし、各層は別の材料によって
形成され、外側層に使用される材料を導電率の大きな材
料としたことにより、高周波電流が流される場合に、該
電流を効率よく利用することができ、且つ許容電流を大
きくすることができる。
As described above, according to the wire of the present invention, the wire has a multi-layered shape, each layer is formed of a different material, and the material used for the outer layer is a material having a high conductivity. Thus, when a high frequency current is passed, the current can be efficiently used and the allowable current can be increased.

【0055】また、本発明に係るワイヤは、内側の層に
使用される材料は任意に選択することができ、例えば比
重の小さな材料とした場合、ワイヤ全体の軽量化を図る
ことができる。したがって、ワイヤが用いられる電気・
電子機器の軽量化、効率化を図ることが可能となる。
In the wire according to the present invention, the material used for the inner layer can be arbitrarily selected. For example, when the material having a small specific gravity is used, the weight of the entire wire can be reduced. Therefore, the electricity used by the wire
It is possible to reduce the weight and efficiency of electronic devices.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例のモータの部分断面図である。FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a motor according to an embodiment.

【図2】実施例のワイヤの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a wire of an example.

【図3】実施例のワイヤの縦断面図である。FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of a wire of an example.

【図4】実施例のワイヤの中心からの距離と導電率との
関係を示す概念図である。
FIG. 4 is a conceptual diagram showing the relationship between the distance from the center of the wire and the conductivity in the example.

【図5】別実施例のモータの断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a motor according to another embodiment.

【図6】別実施例のワイヤの断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a wire of another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ワイヤ、 2 芯材、 3 中層部、 4 表層
部、 10、30 モータ、 11、31 ロータ、
12、32 回転シャフト、 13、14、33ロータ
コア、 15、35 マグネット、16a、16b、4
4 軸受け、17 ステータ、 18 ステータコア、
19、39 巻線、 20 フレーム、 21 フロ
ントカバー、 40 ヨーク、 40a 筒部、 40
b エンド部、 42 整流子、43 ブラシ、 45
シャフト孔
1 wire, 2 core material, 3 middle layer part, 4 surface layer part, 10, 30 motor, 11, 31 rotor,
12, 32 rotating shaft, 13, 14, 33 rotor core, 15, 35 magnet, 16a, 16b, 4
4 bearings, 17 stators, 18 stator cores,
19, 39 windings, 20 frame, 21 front cover, 40 yoke, 40a tubular part, 40
b end part, 42 commutator, 43 brush, 45
Shaft hole

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 径方向に複数の層を備えたワイヤであっ
て、前記複数の層は内側の層より外側の層の方が導電率
の大きな材料で形成されていることを特徴とするワイ
ヤ。
1. A wire provided with a plurality of layers in a radial direction, wherein the plurality of layers are formed of a material having a higher conductivity in an outer layer than in an inner layer. .
【請求項2】 径方向に複数の層を備えたワイヤであっ
て、前記複数の層は内側の層より外側の層の方が比重の
大きな材料で形成されていることを特徴とするワイヤ。
2. A wire provided with a plurality of layers in a radial direction, wherein the plurality of layers are formed of a material in which an outer layer has a larger specific gravity than an inner layer.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021110925A1 (en) * 2019-12-07 2021-06-10 Eaton Intelligent Power Limited Electrical conductor

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