JP2003178629A - ワニス被覆線 - Google Patents

ワニス被覆線

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Abstract

(57)【要約】 【課題】断面が丸くないワニス被覆線の耐久性を高め
る。 【解決手段】金属線２と、絶縁特性および焼付ワニス特
性を含む、金属線を包囲するワニス被覆３とで構成され
ている、特に電気コイルを製作するための、２本の異な
る長さの互いに垂直な軸を有する断面をもつワニス被覆
線１であって、ワニス被覆３が、長いほうの断面軸に属
している側で、短いほうの断面軸に属する側よりも少な
い厚さを有している。この線は最大で３：１の軸比率を
もつ断面を有している。金属線１と、絶縁特性および焼
付ワニス特性を含む、金属線を包囲するワニス被覆３と
で構成されている、２本の異なる長さの互いに垂直な軸
を有する断面をもつワニス被覆線を製造する方法におい
て、丸い断面のワニス被覆線を、圧延法で最大で３：１
の軸比率をもつ断面になるように押圧し、この線は楕円
形の断面を有していてよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属線と、絶縁特
性および焼付ワニス特性を有する、金属線を包囲するワ
ニス被覆とで構成されている、断面に２本の異なる長さ
の互いに垂直な軸を有しており、特に電気コイルを製作
するための丸くない断面をもつワニス被覆線に関し、な
らびにこのような線を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来技術】電気コイルを製造するための丸い断面のワ
ニス被覆線は公知である。このような線は銅、アルミニ
ウム、またはその他の金属もしくは合金でできており、
電気絶縁をする内側の被覆と、その上に配置された外側
の焼付ワニス層とを有している。ポリウレタンまたはポ
リエステルアミドからなる第１の内側のワニス被覆は、
線の電気絶縁をする役目を果たす。線の製造メーカーが
焼付ワニスと命名している第２の外側のワニス層は、巻
回と巻回層との間を機械的に結合する役目をする。この
ワニス層は、後でワニス層を軟化させることを可能にす
るワニスから製造される。ワニス層の軟化は、熱の作用
によって行うか、または化学溶剤の作用によって行うこ
とができる。通常、ポリビニルブチラールまたはポリア
ミドをベースとするワニスが使用される。
【０００３】「丸い」という言葉は、本明細書および特
許請求の範囲では常に「円形」を意味しており、したが
って「丸くない」とは「円形断面と異なっている」とい
う意味である。丸くない断面とは実質的に楕円や長方形
の断面であり、後者は面取りされたエッジを有してお
り、したがって、２本の異なる長さの互いに垂直な軸を
有する、冒頭に定義したような断面を有している。
【０００４】このような線は、自立式の電気コイルを製
造するのに用いられる。しかしながら丸い断面の線を備
えるこのようなコイルは、互いに接する線の間に空いた
中間スペースが残るという欠点がある。こうした中間ス
ペースは、コイルが利用されている装置の効率を低下さ
せる実装密度の低下をもたらす。そのうえ、このような
コイルの個々の線は細い接触線でしか互いに接しておら
ず、そのため、このようなコイルは電気機械的な力にさ
らされるので、このようなコイルの耐久性も損なわれて
しまう。
【０００５】高い実装密度のコイルを製造しようという
努力のなかで、長方形の断面のワニス被覆線からコイル
を製造することも公知である。このような種類の線は、
金属の心線を相応に変形させ、次いでこれに絶縁層を施
すことによって得られる。
【０００６】しかし、このような長方形断面の金属心線
をもつ被覆線の欠点は、製造方法に起因して、被覆が均
等な厚み（厚さ）で金属心線に塗布されないという点に
ある。その理由は、被覆材料の表面張力との関連で、角
張った金属線には対称性が欠けていることにある。この
理由から、こうした線は凸面状の外面をもつ被覆を有し
ている。そして、このような線をコイルに加工すると、
互いに接する線はやはり比較的細い接触線に沿ってしか
接触せず、丸い断面の線から製造されたコイルの場合と
同じように、個々の線の間に中間スペースが残ってしま
う。ワニス被覆およびこれに伴う外側の焼付ワニス層
も、線の上で異なる厚さで長方形の面全体にわたって分
布するように塗布され、線が互いに比較的狭く限られた
接触領域でしか焼付結合していないので、コイルにおけ
る個々の線の実装統合性も最善ではない。そのために、
ひいてはコイルの耐用寿命や機械的な自立性が著しく損
なわれる。
【０００７】具体的に説明する。
【０００８】図１は、従来のワニス被覆された丸い断面
の線を示しており、金属線２’は電気絶縁をする内側の
ワニス被覆３’で覆われている。このワニス被覆３’の
上には、この線から製造される電気コイルの線と線を結
合させる役目をする外側の第２の焼付ワニス層４’が配
置されている。このようなコイル５’が図２に示されて
いる。互いに接触するワニス被覆線１’は、比較的細い
接触線に沿って互いにそれぞれ焼付ワニス層を介して結
合されている。しかしそれぞれの線１’の間には、実装
密度の低下をもたらす空いた中間スペース６’が残って
いる。
【０００９】図３は、これまで公知となっている従来技
術に基づく、長方形断面のワニス被覆線１’’を示して
いる。このような被覆線は、従来の方法では、丸い断面
の金属線を押圧またはプレスして、長方形断面の線
２’’に変形させるようにして製造されている。そして
変形した金属線２’’の上に、まず電気絶縁をするワニ
ス被覆３’’を塗布し、さらにその上に焼付ワニス層
４’’を塗布する。
【００１０】そして、断面が実質的に長方形の線２’’
には対称性が欠けているために、この線は製造に起因し
て均等でない厚さの被覆を有しており、この線は特にそ
の長辺の被覆３’’，４’’において、不均等に外方に
向かって膨らんだ外面を有している場合がある。
【００１１】そのために、従来方法により製造されたこ
の種の線を、電気コイル５’’に巻き線加工した場合に
も、巻回の間ないし巻回の層の間に、同じく空いた中間
スペース６’’が生じ、これが実装密度の低下と電気コ
イルの耐久性の低下を引き起こすのであった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の課題
は、断面が丸くないワニス被覆であって、このような線
の上述した欠点を有していないものを提供することであ
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によれ
ば、線が、公知のやり方で電気絶縁をする内側のワニス
被覆と外側の焼付ワニス層とで構成されたワニス被覆を
有しており、このワニス被覆は、長いほうの断面軸に属
している側で、短いほうの断面軸に属する側よりも少な
い厚さを有していることによって解決される。
【００１４】本発明に基づく他の局面では、金属線が、
絶縁特性と焼付ワニス特性を両方とも有しているただ１
つのワニス層で包囲される。一方の断面軸に属する側と
は、もっとも容易に、その断面軸と平行に延びていると
みなすことができる表面領域を意味している。
【００１５】本発明の有利な実施態様では、線が、長軸
と短軸との軸比率が最大で３：１となる断面を有してお
り、この線は長方形または有利には楕円形の断面であ
る。
【００１６】このような本発明の線の利点は、その構成
により、互いに接する線が互いに密着していて、広い面
積にわたって焼付結合している電気コイルの製造が可能
になるという点にある。線のワニス被覆の層厚が、短い
ほうの断面軸に属する側で、長いほうの断面軸に属する
側よりも厚くなっており、有利にははるかに厚くなって
いるという事実により、特に楕円形断面のワニス被覆線
からコイルを製造するときに、線を並べて配置したとき
に生じる中間スペースを、ワニス被覆材料でほぼ充填す
ることが可能である。すなわちコイル製造が加熱のもと
で行われ、その結果、その際にワニス被覆材料が可塑性
になり、このようにして、特に線の短いほうの断面軸に
属する側の領域で形成される中間スペースを、この場合
には量を増やして用意されるワニス被覆塊で充填するこ
とができる。
【００１７】本発明による線は、いずれの側ないし面で
も、それぞれにおいてワニス被覆が実質的に均等な層厚
なので、コイルを製造するとき、いずれにしても長方形
断面のワニス被覆線の密着した配置と焼付結合が保証さ
れる。
【００１８】互いに接する線の間の中間スペースをなく
したことにより、および、線がどの側でもしっかり焼付
結合していることにより、電気コイルの耐久性およびこ
れに伴う耐用寿命が、これまで製造されてきた公知の角
張った断面をもつコイルに比べて最大５０％だけ高ま
り、すなわちきわめて大幅に高まる。
【００１９】本発明は、その断面が、２本の異なる長さ
の互いに垂直な軸を有しており、金属線と、絶縁特性お
よび焼付ワニス特性を有する、金属線を包囲するワニス
被覆とで構成された、丸くない断面をもつ線を製造する
方法も対象としている。
【００２０】この方法は本発明によれば、丸い断面のワ
ニス被覆線を、圧延法で最大３：１の軸比率をもつ断面
になるように押圧することを特徴としている。有利な実
施態様では、線が楕円形の断面になるように押圧され
る。
【００２１】驚くべきことに、ワニス被覆を損なうこと
なく、かつ、線の個々の面における実質的に均等な層厚
を守りながら、上述した最高の程度まで被覆線の押圧が
可能であることが見出されている。
【００２２】本発明による方法は、丸い断面のワニス被
覆線を、相応に間隔をおいた２つのローラの間に挿通す
るようにして実施するのが好ましい。このとき特に重要
なのは、変形した線の２本の異なる長さの互いに垂直な
断面軸の比率が３：１を超えないように、ローラニップ
を設定することである。
【００２３】
【発明の実施形態】図面を参照しながら本発明の対象物
について詳しく説明する。
【００２４】ここでは、ワニス被覆がそれぞれ電気絶縁
をする内側の絶縁層と外側の焼付ワニス層とで構成され
ているワニス被覆線を例にとって、本発明を説明する。
ただし、金属線の上で２層に構成されたワニス被覆に代
えて、絶縁特性と焼付ワニス特性を同時に備えている１
層のワニス被覆を利用することもできる。
【００２５】図５には、本発明に基づいて製造された楕
円形の断面の被覆線１が示される。
【００２６】この被覆線１は、金属線２と、これを包囲
する電気絶縁をする被覆３と、その上に塗布された外側
の焼付ワニス層４とでできている。所与の対称性によっ
て均等な厚さのワニス被覆を備えるように製造可能な丸
い（円形）断面のワニス被覆線を、その断面に２本の異
なる長さの互いに垂直な軸があって、長い軸と短い軸と
の軸比率が最大で３：１となるような、楕円形断面に連
続的に丁寧に押圧することで、このように押圧された被
覆線１は最終的に、どの側でもそれぞれ無段階かつ均等
に推移する厚さの被覆を有している。このとき被覆の表
面は実質的に平滑である。電気絶縁をする被覆３および
外側の焼付ワニス層４は、平均でそれぞれ５から１０μ
ｍの厚さを有している。
【００２７】そして、ワニス被覆が、長いほうの断面軸
に属している側（長い断面軸と平行な表面側領域）で、
短いほうの断面軸に属する側（短い断面軸と平行な表面
側領域）よりも少ない厚さを有している。
【００２８】このように被覆された、本発明に基づいて
製造された長方形または楕円形の断面の被覆線１から構
成される、たとえば図６に示すような電気コイル５は、
被覆線１が、空いた中間スペースがないように、ないし
は少なくとも高い程度に空いた中間スペースを形成しな
いように、外側の焼付層４によってすべての側で焼付結
合されて相互に結合されているので、きわめて高い実装
密度を有している。それにより、この自立式のコイル５
の耐久性も非常に高くなり、それに伴って耐用寿命も長
くなる。
【００２９】本発明は、丸くない断面の線を電気コイル
を使用するときの欠点を解消することを可能にする。こ
のような線は、コイルアセンブリから外に出ている個所
で破損しやすい傾向があり、その点に関しては丸い線よ
りもはるかに故障が多い。このような故障しやすさの原
因は、このような領域では点状の動的荷重が高くなり、
こうした荷重に対して丸くない線は丸い線よりも耐久性
が低いためと推測されるが、その理由はまだ最終的には
首尾一貫性をもって究明されてはいない。
【００３０】図７から図１０に示すように、（図示しな
い）接続個所から自由にコイルまで案内されている領域
（図１０の断面Ｘ−Ｘ）すなわちジャンパ７では、およ
び、１つの巻回を上回っておらず有利には巻回の半分以
下であるコイル９の開始領域８では、丸いままになって
いる線１’からコイルを製造し、本来のコイル本体だけ
を、本発明に基づいて構成された楕円形の線１から製造
することが、本発明の方法によって可能である。
【００３１】図示した例では、断面が丸い線１’から丸
くない線１への移行は、図８および図９から明らかなよ
うに、断面ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩと断面ＩＸ−ＩＸの間の
領域で行われている。
【００３２】このことが可能である理由は、コイルに巻
き付けるまでは線の断面が円形であり、巻き付けのため
の供給中に初めて変形されるからである。従来技術に基
づく丸くない線であれば、コアを線の長さ全体にわたっ
て相応に不均等に構成しておき、その都度適当な個所を
探して利用するようにしたものは、まったくないはずで
ある。
【００３３】上述したような本発明の構成によって初め
て、コイルをその電気引込線とともに一体的に、ただし
線の長さ全体にわたって異なる断面をもつように製造
し、そのようにして、その都度の個所にもっとも適した
断面形状を利用することが可能となる。
【００３４】このことは現実問題としては、自動式のコ
イル製造において、丸い断面の線端部をマニピュレータ
で把持して、予定されている余剰の長さ分を巻き付け点
まで案内し、この供給運動中に、コイル９の最初の巻回
の一部が、断面が丸い線１’からできており、それのに
対して残りの巻回および以後の巻回は、断面が丸くな
い、つまり楕円形の断面の線１からできているように、
成形用のロールを当てつけることによって行われる。同
様にして、線の個所が、それ以後は完成したコイルの上
に再び丸い断面の線を設けようとする個所まで達したと
きに、成形ロールを引き離す。
【００３５】このように本発明は、コイル本体が実質的
に丸くない断面の線からできており、コイルへの供給線
（ジャンパ）の少なくとも１本は丸い断面を有するとと
もに、最大で１つの巻回にわたって、有利には最大で巻
回の半分にわたって、丸い断面でコイル本体の一部とな
っていることを特徴とする、本発明に基づく線からなる
コイルだけでなく、このようなコイルを製造する方法も
対象とする。
【００３６】また、この製造方法にあっては、丸い線の
供給リールと、コイルと出会う点まで線を供給するため
の案内装置との間に、線を変形させるための成形ロール
が配置されており、この成形ロールは、進行している線
を押圧する活動位置と、線が通過して丸いままに保たれ
る不活動位置との間で位置調節可能であり、この成形ロ
ールは、コイル本体が形成される線区域が通過している
ときには活動位置におり、ジャンパないしコイルからジ
ャンパへの移行部が形成される線区域が通過していると
きには不活動位置に移されるようにもなっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来式に被覆された丸い断面の線である。
【図２】図１の線から製造された電気コイルである。
【図３】従来式に被覆された長方形断面の線である。
【図４】図３の線から製造された電気コイルである。
【図５】本発明による楕円形断面の線である。
【図６】図５の線から製造された電気コイルである。
【図７】本発明による電気コイルを示す平面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図で
ある。
【図９】図７のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。
【図１０】図７のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
１ 線 ２ 金属線 ３ 被覆 ４ ワニス被覆層 ５ コイル ７ ジャンパ
フロントページの続き (72)発明者 レンハルド バックハウス フーゴ オーストリア国 ウィーン Ａ−1030 バ ウマンシュトラーセ ６／３ Ｆターム(参考） 5G309 CA04 CA10 CA15

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】金属線と、この金属線を包囲して絶縁特性
    および焼付ワニス特性を有する多層のワニス被覆とで構
    成されていて、その断面が２本の異なる長さの互いに垂
    直な軸を有している丸くない断面をもつ、特に電気コイ
    ルを製作するためのワニス被覆線において、 ワニス被覆が、長いほうの断面軸に属している側で、短
    いほうの断面軸に属する側よりも少ない厚さを有してい
    ることを特徴とするワニス被覆線。
  2. 【請求項２】請求項１に記載の線において、前記線が、
    前記長軸と短軸との軸比率が、最大で３：１となる断面
    を有していることを特徴とするワニス被覆線。
  3. 【請求項３】請求項１または２に記載の線において、前
    記線は長さ全体にわたって断面が丸い区域と丸くない区
    域を交互に有していることを特徴とするワニス被覆線。
  4. 【請求項４】請求項１または２に記載の線を製造する方
    法において、丸い断面のワニス被覆線を、圧延法で長軸
    と短軸との軸比率が最大で３：１となる断面になるよう
    に押圧することを特徴とする方法。
  5. 【請求項５】請求項４に記載の方法において、前記線を
    楕円形の断面になるように押圧することを特徴とする方
    法。
  6. 【請求項６】請求項３に記載の線を製造する方法におい
    て、丸い断面のワニス被覆線を、丸くない区域では圧延
    法で長軸と短軸との軸比率が最大で３：１となる断面に
    なるように押圧し、丸い区域では押圧しないことを特徴
    とする方法。
  7. 【請求項７】請求項３に記載の線からなるコイルにおい
    て、コイル本体が丸くない断面の線で実質的に構成され
    ており、コイルへの供給線の少なくとも１本は丸い断面
    を有するとともに、最大で１つの巻回にわたって、有利
    には最大で半分の巻回にわたって、丸い断面のままでコ
    イル本体の一部となるように構成されていることを特徴
    とするコイル。
  8. 【請求項８】請求項７に記載のコイルを製造する方法に
    おいて、丸い線の供給リールと、コイルと出会う点まで
    線を供給するための案内装置との間に、線を変形させる
    ための成形ロールが配置されており、この成形ロール
    は、進行している線を押圧する活動位置と、線が通過し
    て丸いままに保たれる不活動位置との間で位置調節可能
    であり、この成形ロールは、コイル本体が形成される線
    区域が通過しているときには活動位置におり、ジャンパ
    ないしコイルからジャンパへの移行部が形成される線区
    域が通過しているときには不活動位置に移されることを
    特徴とする方法。
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