JP2005063830A - 撚り線の電線、この電線を用いたコイル、このコイルを有するノイズフィルタ装置、及び撚り線の製造方法 - Google Patents

撚り線の電線、この電線を用いたコイル、このコイルを有するノイズフィルタ装置、及び撚り線の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】大電流対応のコモンモードコイルを簡易かつ低コストに製作する。
【解決手段】ピン68、68間の長さを所望の長さに調整した後、電動モータ74の駆動プーリー76を矢印B方向に回転させることで、回転軸70を回転させる。この回転により、棒状の巻取ボビン64にUEW等の銅線60を巻き取り、所定本数の輪状の導体66を製作する。巻取ボビン64から輪状の導体66を外し、両端を引っ張った状態で一端を回転させ、撚り線を製作する。この撚り線をトロイダルコイル等に巻くことで、大電流対応のコモンモードコイルを製作することができる。
【選択図】図4

Description

この発明は、撚り線の電線、コアに撚り線が巻き付けられたコイル、ノイズフィルタ装置、及び所望長さの撚り線の製造方法に関する。たとえば、電源(AC電源またはDC電源)と該電源から電源コードを通じて電気が供給される負荷装置との間に配置され、前記負荷装置から前記電源へ前記電源コードを通じてノイズが伝搬することを阻止するとともに、前記電源コードから外部に放射されるノイズを阻止するノイズフィルタ装置、及び該ノイズフィルタ装置に用いられるコイル(ノーマルモードコイルまたはコモンモードコイル)等に適用して好適である。
従来から、たとえば、モータ等を駆動するインバータ装置等の負荷装置と電源との間に、伝導ノイズあるいは放射ノイズのノイズ発生源となる前記負荷装置からの前記ノイズを阻止するためにノイズフィルタ装置が挿入配置される(特許文献1参照)。
このノイズフィルタ装置には、前記負荷装置と前記電源との間の接続線に直列に挿入されるコイル(ノーマルモードコイルあるいはコモンモードコイル)が使用されている。
特開平10−107571号公報
ところで、負荷装置が半導体製造装置、工作機械、エレベータあるいはプラント設備等の大電力装置である場合には、コイルに100[A]を超える電流が流れる場合がある。
そこで、従来、たとえば図24に示すように、大電流用途用のノイズフィルタ装置のコイル2として、断面積60[mm2]の綿巻銅線(DCC線)4をシリコン系の絶縁チューブ6で覆った電線8をトロイダルコア10に複数回巻き付けたものが使用に供されている。ここで、トロイダルコア10のサイズは、外径φ130、内径φ100、厚みt70である。この綿巻銅線4を使用した従来技術に係るコイル2の許容電流は約100[A]である。そのため、許容電流約300[A]のコイルを得るには、上記の電線8を3本並列巻きにして(総断面積180[mm2])、コイルを形成する必要がある。なお、コイル2は、3相3線式500Vac級のものである。
しかしながら、上述した綿巻銅線4を使用したコイル2では、電線が硬く、また、トロイダルコア10に巻数を多く巻くことができないので、約300[A]超過の大電力装置用のものが現在市場に提供されていない。
実際上、図24例の綿巻銅線4の心線は、φ0.12の裸銅線を40本束ね撚り構成とし、その束ね撚り線を7束撚り構成とし、さらに19束を撚り構成とした3回の撚り線製作工程で作成された撚り線とされている。
したがって、束ね撚り線を製作することが必要となるが、この束ね撚り線は、図25に示すように、φ0.12の裸銅線が予め巻き付けられている40個(束ね撚り線を構成する銅線の数と等しい数)のボビン30から裸銅線32を引きだし、かつ撚り工程部34で40本を撚った束ね撚り線36を巻取ボビン38に巻き取ることで製作される。
しかしながら、このようにして、束ね撚り線36を製作する場合には、その束ね撚り線36の本数と同数のボビン30の在庫が必要となることから、保管スペースが大きくなり、かつ製造設備も大規模になるという問題がある。しかも、束ね撚り線36の本数に対応した数の巻取ボビン38を保管するスペースも必要になるという問題がある。さらには、長い撚り線に絶縁チューブ6を被せる作業もきわめて繁雑でコストがかかる。
結果として、図24に示した綿巻銅線4を使用した従来技術に係るコイル2は、許容電流が約300[A]以下の装置に使用が制限され、かつ製造コストが高いという欠点がある。
図26は、約300[A]超過の大電力装置用コイル12の模式的な構成を示している。このコイル12は、インダクタンス値をかせぐために3個並べたトロイダルコア14、16、18の開口に3本の銅板であるブスバー20、22、24を通した構造を有する。このブスバー20、22、24を使用したコイル12は、約400[A]超過の大電力装置に使用することができる。
しかしながら、このブスバー20、22、24を使用したコイル12、及び上述した綿巻銅線4を使用したコイル2では、両方ともに、導体が太くて硬いことから以下に示す種々の問題がある。
第1に、コアにコイルを巻くことが困難なため、インダクタンス値が低くなり、コイルによる高周波遮断効果が低くなる。
第2に、逆に、必要なインダクタンス値を持つコイルは、そのサイズが大型化する。
第3に、必要なインダクタンス値を持つコイルを製造するために、コストが増加する。
この発明は、このような種々の課題を考慮してなされたものであり、大電流でも使用可能な比較的に細い電線を提供することを目的とする。
また、この発明は、大電流での使用が可能であり、インダクタンス値を容易に高くすることができるコイルを提供することを目的とする。
さらに、この発明は、大電流での使用が可能なノイズフィルタ装置を提供することを目的とする。
さらに、この発明は、大電流で使用可能な電線(撚り線)を簡易に製造することが可能な撚り線の製造方法を提供することを目的とする。
さらにまた、この発明は、大電流で使用可能なコイルに使用される撚り線を簡易に製造することを可能とする撚り線の製造方法を提供することを目的とする。
この発明の電線は、φ0.4〜φ1.6の銅線で10本〜20,000本束とされ、かつ総断面積[mm2]が10以上10,000以下の1回の撚り線製作工程で作成された撚り線とされていることを特徴とする(請求項1記載の発明)。この電線は、従来にはない電線であり、従来の50[A]〜約300[A]さらに、これ以上400[A]を超える許容定格電流を有する。
たとえば、50[A]用として、φ1.2、本数11本、総断面積12.4[mm2]の電線や、φ0.4、本数105本、総断面積13.2[mm2]の電線が該当する。また、400[A]用として、φ1.0、本数500本、総断面積392.8[mm2]の電線や、φ0.4、本数3200本、総断面積402.2[mm2]の電線が該当する。このような電線は、大電流で使用可能であり、かつ比較的に細い電線である。
ここで、前記銅線は、裸銅線、裸銅線のメッキ線、絶縁塗料を塗布された銅線の少なくとも1種の銅線、あるいは前記裸銅線、前記裸銅線のメッキ線、前記絶縁塗料を塗布された銅線の少なくとも2種を混在させた銅線、または、前記少なくとも1種の銅線あるいは前記少なくとも2種を混在させた銅線に自己融着塗料が塗布された自己融着線を用途に応じて用いることができる(請求項2記載の発明)。
また、請求項1または2記載の電線を、磁束を通すコアに巻き付けたコイルは、電線が比較的に柔らかいので、コアに電線を巻き付けることが容易であり、大電流での使用が可能なインダクタンス値の高いコイルを製作することができる(請求項3記載の発明)。コアの形状として、トロイダルコア、角型コア、複角形コア等を使用することができる。
コイルのコア用途として、トランス用コア、ノーマルモードコイル(単相1線式)用コア、コモンモードコイル(単相2線式、単相3線式、3相3線式、3相4線式)用コアのいずれかを使用することにより、それぞれ、電源トランス、ノイズフィルタ装置に好適に適用することができる(請求項4記載の発明)。すなわち、高周波特性が良好で小型の電源トランス(スイッチング電源用トランスを含む。)、あるいは高周波遮断特性が良好なノイズフィルタ装置(請求項5記載の発明)を製作することができる。
また、この発明の撚り線の製造方法は、所望長さの撚り線の製造方法において、φ0.4〜φ1.6内のいずれかの径を有する銅線が巻かれた少なくとも1つのボビンから巻取手段に銅線を巻き取り、輪状の導体を製作する巻取工程と、前記輪状の導体を、開口内から両側に引っ張ることで、前記所望長さの撚り線に対応する長さの多数本の束線とする束線製作工程と、前記束線の両端を引っ張った状態において、少なくとも一方の端を回転させて撚り線を製作する撚り線製作工程と、を備えることを特徴とする(請求項6記載の発明)。
この発明によれば、大電流で使用可能な電線(撚り線)を簡易に製造すること及び大電流で使用可能なコイルに使用される電線(撚り線)を簡易に製造することができる。
この場合、前記巻取工程における前記巻取手段として巻取ボビンを用いることができ、この巻取ボビンを、前記所望の長さを得るために長さが可変の棒状ボビン、前記所望の長さを得るために径が可変のディスク状ボビン、あるいは前記所望の長さを得るために回転軸間長さが可変のベルトコンベア状ボビンのいずれかの巻取ボビンとすることにより、所望の長さの電線(撚り線)を簡易に製造することができる(請求項7記載の発明)。
また、前記巻取工程における前記巻取手段は、前記輪状の導体を製作する際に、同一平面上で、輪(長方形の輪、円形の輪、楕円形の輪等)を描く動きを繰り返して前記ボビンから前記銅線を巻き取る手段とすることもできる(請求項8記載の発明)。好適には、NC制御XY2軸ロボットを使用することができる。
また、前記束線製作工程及び前記撚り線製作工程では、前記輪状の導体中、少なくとも一方の端をフックにかけて引っ張り、このフックを回転させて前記撚り線を製作するか、あるいは前記輪状の導体の少なくとも一方の端を止め具により挟んで引っ張り、この止め具を回転させて前記撚り線を製作するようにすることで、撚り線を簡易に製造することができる(請求項9記載の発明)。
なお、この発明の製造方法においても、前記銅線として、裸銅線、裸銅線のメッキ線、絶縁塗料を塗布された銅線の少なくとも1種の銅線、あるいは前記裸銅線、前記裸銅線のメッキ線、前記絶縁塗料を塗布された銅線の少なくとも2種を混在させた銅線、または、前記少なくとも1種の銅線あるいは前記少なくとも2種を混在させた銅線に自己融着塗料が塗布された自己融着線を用いることが好ましい(請求項10記載の発明)。
さらに、前記撚り線製作工程の次に、製作された撚り線の解れを防止する解れ防止工程を設け、この解れ防止工程では、前記銅線が、裸銅線、裸銅線のメッキ線、絶縁塗料を塗布された銅線のいずれかである場合には前記撚り線をテープまたは紐により固定し、前記銅線が自己融着線であって加熱接着タイプである場合には前記撚り線を加熱処理により固定し、前記銅線が自己融着線であって溶剤接着タイプである場合には前記撚り線に溶剤を付けて固定することにより、いずれの場合にも、撚り線の解れを簡易に防止することができる(請求項11記載の発明)。
この発明によれば、大電流での使用が可能な電線(撚り線)、大電流での使用が可能でインダクタンス値の高いコイル、大電流での使用が可能なノイズフィルタ装置が提供される。
さらに、この発明によれば、大電流で使用可能な撚り線を簡易に製造することが可能な撚り線の製造方法が提供される。
さらにまた、この発明によれば、大電流で使用可能なコイルに使用される撚り線を簡易に製造することを可能とする撚り線の製造方法が提供される。
以下、この発明の実施の形態について、A.電線(撚り線)、B.電線(撚り線)の製造方法、C.電線(撚り線)を使用したコイル等について、それぞれ、図面を参照して説明する。実際上、A.で説明する電線は、B.の撚り線の製造方法により製造されるが、理解の容易化のため、最初に、A.電線(撚り線)について説明する。
A.電線(撚り線)の説明
図1は、この発明の一実施形態の電線(撚り線)50の構成を示している。電線50は、φ0.4〜φ1.6の銅線60で10本〜20,000本束とされ、かつ総断面積[mm2]が10以上10,000以下の撚り線(以下に説明するように、1回の撚り線製作工程で作成された撚り線)とされている。この電線は、従来にはない電線であり、従来の50[A]〜約300[A]さらに、これ以上400[A]を超える許容定格電流を有する。
たとえば、50[A]用として、φ1.2、本数11本、総断面積12.4[mm2]の電線や、φ0.4、本数105本、総断面積13.2[mm2]の電線が該当する。
また、400[A]用として、φ1.0、本数500本、総断面積392.8[mm2]の電線や、φ0.4、本数3200本、総断面積402.2[mm2]の電線が該当する。
その他、150[A]用として、φ1.2、本数100本、総断面積113.2[mm2]の電線が該当する。
この場合、電線(撚り線)50は、解れないように、両端及び必要に応じた位置が樹脂製の紐状のファスナー52で固定されている。なお、ファスナー52に代替して接着テープを用いて固定することもできる。また、電線(撚り線)50の先端部には、半田54が付けられている。
電線(撚り線)50に使用される銅線60としては、裸銅線、裸銅線のすず等のメッキ線、ウレタン・ポリエステル等の絶縁塗料を塗布された銅線(UEW線、PEW線等)が好適に使用される。裸銅線、裸銅線のメッキ線の電線(撚り線)50は、絶縁被膜の剥離処理が不要であるので、作業工程を短くできる。
また、用途に応じて、銅線60として、裸銅線、裸銅線のメッキ線、絶縁塗料を塗布された銅線60のうち、いずれかの銅線60に自己融着塗料が塗布された自己融着線を用いることができる。自己融着線は、加熱処理で接着可能なもの、溶剤で接着可能なものいずれの線を用いることもできる。この場合、電線(撚り線)50が解れることがなくなる。
さらに銅線60として、前記裸銅線、前記裸銅線のメッキ線、前記絶縁塗料を塗布された銅線の少なくとも2種を混在させた銅線、または、少なくとも1種の銅線あるいは少なくとも2種を混在させた銅線に自己融着塗料が塗布された自己融着線を用いることができる。
次に、上述した電線(撚り線)50の製造方法について説明する。
B.電線(撚り線)の製造方法の説明
実施例1:長さが可変の棒状ボビンを巻取ボビン(巻取手段)として利用し、撚り線を製造する方法
図2は、上述したいずれかの銅線60が巻かれた1つのボビン(銅線巻きドラムともいう。)62から棒状の巻取ボビン64に銅線60を巻き取り、輪状の導体66を製作する巻取装置58の正面構成を示している。なお、ボビン62は、図示していない固定シャフトに回転可能に固定されている。
図3は、輪状の導体66を製作する直前の巻取装置58の斜視構成を示している。
図2及び図3において、棒状の巻取ボビン64は、床に固定された支持ポスト69の一端側に取り付けられた回転軸70を有し、この回転軸70に、一体的に板71が取り付けられ、この板71に、板71の長さ方向に移動可能な2つのピン68が取り付けられた構成とされている。ピン68の位置を長さ方向に可変させることで、輪状の導体66の長さを所望の長さに調節することができる。この場合、回転軸70の中心から各ピン68までの長さは、回転軸70の回転にぶれが生じないように同一の長さであることが好ましい。
回転軸70は、従動プーリー72と同軸上に一体的に固定されている。この従動プーリー72と、床に固定された回転駆動源である電動モータ74の駆動プーリー76との間には、動力伝達用のベルト80が掛け渡されている。
図4に示すように、ピン68間の長さが所望の長さに固定された後、電動モータ74の駆動プーリー76を矢印B方向に回転することで回転軸70が矢印A方向に回転し、所定回転数(所定本数の1/2)になったときに回転を停止する。これにより所定本数の輪状の導体66が製作される。
なお、図2〜図4例では、回転軸70をベルト80によって回転しているが、回転軸70を回転駆動源により直接回転させてもよく、ギヤを介して回転させてもよい。以上のようにして輪状の導体66を製作することができる。
また、棒状の巻取ボビン64は、図5に概念を示すように、回転軸70Aを有し、この回転軸70Aと直交し両側に延びる長さが可変の棒状部分64Bを有する棒状の巻取ボビン64Aの構成を有していれば、その構造は任意である。
次に、巻取装置58により製造された輪状の導体66を棒状の巻取ボビン64のピン68から取り外し、開口82(図2、図4参照)内から両側に引っ張ることで、所望長さの撚り線に対応する長さの所望本数の束線を製作することができる。
図6は、輪状の導体66を、開口82内からフック88、89により両外側に引っ張った状態で所望本数の束線66Bとした撚り線製作装置90の構成を示している。
束線66Bは、一方の端部が固定ブロック81に設けられた固定フック89に掛けられ、他方の端部が矢印方向に回転可能な電動モータ84の回転軸86に固定された回転フック88に掛けられている。固定フック89と回転フック88との間の軸間距離は、束線66Bの長さに対応するように可変可能に構成される。
図6の状態において、電動モータ84の回転軸86を回転させることで回転フック88が回転し、束線66Bに撚りが発生する。所定回数回転したところで電動モータ84の回転を停止することで、所定撚り数の撚り線が製作される。なお、固定フック89を回転フックとし矢印方向と逆方向に回転させる構成とすれば、撚り線の製作時間を短縮することができる。
フック88、89から撚り線を外し、図1に示したように、解れないように、両端及び必要に応じた位置で樹脂製の紐状のファスナー52あるいは接着テープを用いて固定した後、先端部に半田54を付けることで、所望の電線(撚り線)50を製作することができる。
なお、フック88、89から撚り線を外した状態において、銅線60が加熱接着可能な自己融着線である場合には、オーブン等の恒温槽に一定温度で所定時間放置して銅線60同士を接着することで電線(撚り線)50の解れの発生を防止することができる。また、フック88、89から撚り線を外した状態において、銅線60に溶剤を吹き付けるか、あるいは溶剤中に漬けて上げることで、溶剤により銅線60同士を接着することができ、これによっても電線(撚り線)50の解れの発生を防止することができる。
図7は、他の撚り線製作装置92の構成を示している。この撚り線製作装置92は、図6の撚り線製作装置90における回転フック88を止め具としての回転平押さえ板98に代替し、固定フック89及び固定ブロック81を止め具としての固定平押さえ板99と固定ブロック81Aに代替したものである。平押さえ板98、99を利用してねじ102、104等により輪状の導体66の両端を固定し、回転平押さえ板98を電動モータ84により回転させることで、同様に、撚り線を製作することができる。
図8は、上述したB.電線(撚り線)の製造方法の工程図を示す。この電線(撚り線)の製造方法は、所望長さの撚り線を製造する際に、φ0.4〜φ1.6内のいずれかの径を有する銅線60が巻かれた1つのボビン62から巻取ボビン64に銅線60を巻き取り、輪状の導体66を製作する巻取工程(S1)と、輪状の導体66を、開口82等内から両側に引っ張ることで、所望長さの撚り線に対応する長さの多数本の束線66Bとする束線製作工程(S2)と、多数本の束線66Bの両端を引っ張った状態において、少なくとも一方の端を回転させて撚り線を製作する撚り線製作工程(S3)とを基本工程として備える。
この基本工程を実施して撚り線を製作することにより、大電流で使用が可能な電線(撚り線)を1回の撚り線製作工程(S3)で簡易に製造することができる。
また、巻取装置58は、銅線60が巻かれた1つのボビン62から銅線60を巻き取る構成とすればよいので、従来技術として図25を参照して説明したように撚り線を構成する線数に等しい数の多数のボビン30を使用する必要がなく、巻取装置自体の構成も簡単になり、電線(撚り線)を製作するスペース、及びコスト(巻取装置及び撚り線のコスト)を大幅に低減することができる。
なお、この発明において、巻取工程(S1)で使用されるボビン62の数は1つに限る必要はない。たとえば図9に示すように、ボビン62を2つ準備した(2つ以上準備してもよい。)平行巻きとした場合には、巻取時間を半分に短縮することができる。すなわち、この発明では、撚り線を構成する線数より少ない数のボビン62、最低限、少なくとも1個のボビン62で輪状の導体66を製作することができる。
さらに、銅線60が、裸銅線、裸銅線のメッキ線、絶縁塗料を塗布された銅線のいずれかである場合には、撚り線をテープまたは紐状のファスナー52により固定する。さらにまた、銅線60が自己融着線であって、加熱接着タイプである場合には、撚り線を加熱処理により固定する。銅線60が自己融着線であって、溶剤接着タイプである場合には、撚り線に溶剤を付けて固定する。このように、撚り線製作工程(S3)の次の工程として、解れ防止工程(S4)を備えることが好ましい。この結果、解れ防止処理がなされた撚り線を得ることができる。
ここで、上記の束線製作工程(S2)の他の実施例について説明する。なお、以下に参照する図面において、図1〜図9に示したものと同一のものあるいは対応するものには同一の符号を付けて、その詳細な説明は省略する。
実施例2:径が可変のディスク状のボビンを巻取ボビンとして利用し、撚り線を製造する方法
図10は、銅線60が巻かれた1つのボビン62からディスク状の巻取ボビン(巻取手段)164に銅線60を巻き取り、輪状の導体166を製作する巻取装置158の正面構成を示している。
図11は、輪状の導体166の製作前の巻取装置158の斜視構成を示している。
図10及び図11において、ディスク状の巻取ボビン164は、支持ポスト69の一端側に取り付けられた回転軸70を有し、この回転軸70に、一体的にディスク171が取り付けられ、このディスク171にディスク171の径方向に移動可能な4個のピン168が取り付けられた構成とされている。ピン168の位置を径方向に可変させることで、輪状の導体166の長さを所望の長さに調節することができる。この場合、回転軸70の中心から各ピン168までの長さは、回転軸70の回転にぶれが生じないように同一の長さとすることが好ましい。
回転軸70は、従動プーリー72と同軸上に一体的に固定されている。この従動プーリー72と、電動モータ74の駆動プーリー76との間には、動力伝達用のベルト80が掛け渡されている。
図12に示すように、各ピン168の位置が所望の位置に固定された後、電動モータ74の駆動プーリー76を矢印B方向に回転させることで回転軸70が矢印A方向に回転し、所定回転数(所定本数の1/2)になったときに回転を停止する。これにより所定本数の輪状の導体166を製作することができる。
ディスク状の巻取ボビン164は、図13に概念を示すように、回転軸70Aを有し、径が可変のディスク171Aを有するディスク状の巻取ボビン164Aの構成を有していれば、その構造は任意である。
次に、巻取装置158により製造された輪状の導体166をディスク状の巻取ボビン164から取り外し、開口182(図10、図12参照)内から両側に引っ張ることで、所望長さの撚り線に対応する長さの所望本数の束線を製作することができる。
以下、上述した撚り線製作工程(S3)と解れ防止工程(S4)を行うことで、所望の長さの電線(撚り線)を製作することができる。
ここで、束線製作工程(S2)のさらに他の実施例について説明する。
実施例3:回転軸間長さが可変のベルトコンベア状ボビンを巻取ボビン(巻取手段)として利用し、撚り線を製造する方法
図14は、銅線60が巻かれた1つのボビン62からベルトコンベア状の巻取ボビン264に銅線60を巻き取り、輪状の導体266を製作する巻取装置258の正面構成を示している。
図15は、輪状の導体266の製作前の巻取装置258の斜視構成を示している。
図14及び図15において、ベルトコンベア状の巻取ボビン264は、2つのプーリー281と282を有する構成とされている。両プーリー281、282間の長さを変えるために、いずれか一方あるいは両方のプーリー281、282の位置を近づく方向あるいは離れる方向に移動させることで、輪状の導体266の長さを所望の長さに調節することができる。
図16に示すように、各プーリー281、282間の長さを所望の長さに固定した後、電動モータ74の駆動プーリー281を矢印B方向に回転させることで従動プーリー282が矢印A方向に回転し、所定回転数(所定本数の1/2)になったときに回転を停止する。これにより所定本数の輪状の導体266を製作することができる。このベルトコンベア状の巻取ボビン264は、輪状の導体266自体が伝達ベルトを兼用している。
以上のようにしても輪状の導体266を製作することができる。次に、輪状の導体266の作成後に、巻取装置258により製造された輪状の導体266を両プーリー281、282から取り外し、開口283(図14、図16参照)内から両側に引っ張ることで、所望長さの撚り線に対応する長さの所望本数の束線を製作することができる。
以下、上述した撚り線製作工程(S3)と解れ防止工程(S4)を行うことで、所望の長さの電線(撚り線)を製作することができる。
図17A〜図17Dは、巻取手段を、上述した巻取ボビン64等に代替してXY2軸ロボット400を使用し、電線(撚り線)を製造する撚り線製造装置402の構成及び製造方法を示している。
この撚り線製造装置402は、図示しない制御盤に組み込まれたNCプログラムにより動作が制御されるXY2軸ロボット400を有し、X軸方向に配置された固定軸404上に、X軸方向及びこれと直交するY軸方向に移動する移動軸406が載せられた構成とされている。移動軸406の側面には、銅線60の案内用のプーリー408が取り付けられている。また、移動軸406の側面の先端部には、ノズル状の管410が付けられている。
図18は、管410が付けられた移動軸406の先端部の拡大図を示している。
この撚り線製造装置402では、ボビン62から繰り出され、2つのプーリー408により案内された銅線60が管410の細孔を通りフック412、414間で巻き取られるように構成されている。
開口端(フックの切れ目部分)413が鉛直上方に向けられたフック412は、上記制御盤によりX軸方向に移動させて位置決め可能なベース416に固定されている。ベース416をX軸方向に移動させ、所定位置で固定することで、所望の長さに対応した輪状の導体466を製作することができる。
また、ベース420に固定されたモータ422により回転可能にされたフック414は、巻き取り開始時、巻き取り時及び巻き取り終了時まで、開口端(フックの切れ目部分)415が鉛直上方に向けられている。なお、モータ422も上記制御盤により制御される。
図17Aに示すようにフック412、414間の位置を固定し、かつ開口端413、415が鉛直上方に固定された状態において、フック412、414間に銅線60を掛け渡し、以降、図19に示すように、所定巻き数の輪状の導体466を製作する際に、管410の銅線繰り出し端(鉛直方向下端)が、同一平面上で、輪450を描く動きを繰り返し、ボビン62から銅線60を巻き取り、輪状の導体466を製作する。なお、輪450は、長方形に限らず、円形、楕円形、菱形等が選択される。
図17Bは、輪状の導体466の作成途中の状態を示し、図17Cは、輪状の導体466の作成終了後の状態を示している。
以降、図17Cに示すように、フック414を電動モータ422により所定回数回転したところで電動モータ422の回転を停止することにより、所定撚り数の撚り線を製作することができる。
図17Dに示すように、フック412、414から撚り線467を外し、図1に示したように、解れないように、両端及び必要に応じた位置で樹脂製の紐状のファスナー52あるいは接着テープを用いて固定した後、先端部に半田54を付けることで、図1に示した所望の電線(撚り線)50を製作することができる。
C.電線(撚り線)を使用したコイル等の説明
図20は、図24に示した外径φ130、内径φ100、厚みt70の磁束を通すトロイダルコア10に、この実施形態の製造方法で作成したUEW線、φ1.0、本数500本、総断面積392.8[mm2]の3本の電線50(図1参照)を、それぞれ複数回巻き付けたノイズフィルタ装置用のコモンモードコイル300を示している。
このコモンモードコイル300の許容電流は、約400[A]で、3相3線式500Vac級のものである。
コモンモードコイル300は、図24に示した綿巻導線からなる電線8を使用したコイル2に比較して、導体が柔軟となり、撚り線、すなわち集合導体が細くなることから、磁性体のコア10への巻数を増加させることが可能である。そのため、インダクタンス値を増加させることが容易で、高周波ノイズの減衰量を増加させることができる。
また、巻数を増加させることができることからインダクタンス値を大きくすることができ、図26のブスバー20、22、24を利用したコイル12を有するノイズフィルタ装置のように多数のトロイダルコア14、16、18を重ねる必要がない。
その結果、図21に示すような、ケース311と、入力端子305、306、307と、出力端子308、309、310と、コモンモードコイル300と、Xコンデンサブロック302と、Yコンデンサブロック304とを備えるノイズフィルタ装置320の小型化、軽量化、低コスト化、高周波遮断性能の高性能化を同時に達成することができる。
また、この発明の実施形態に係る電線50は、コモンモードコイル300以外にも、図22に示すように、コア10に1本の電線50を複数回巻いたノーマルモードコイル322に応用することができ、図23に示すように、コア298に、1次巻線50Aと2次巻線50Bを巻いたトランス324としても応用することができる。
この発明の一実施形態に係る電線の構成図である。 輪状の導体を製作するための棒状の巻取ボビンを有する巻取装置の正面図である。 図2例の巻取装置(巻取前)の斜視図である。 図2例の巻取装置(巻取後)の斜視図である。 棒状の巻取ボビンの概念説明図である。 フックを利用した束線の撚り線化工程の説明図である。 平板状の止め具を利用した束線の撚り線化工程の説明図である。 電線(撚り線)の製造方法の工程図である。 2つのボビンから銅線を巻き取る構成の説明図である。 輪状の導体を製作するためのディスク状の巻取ボビンを有する巻取装置の正面図である。 図9例の巻取装置(巻取前)の斜視図である。 図10例の巻取装置(巻取後)の斜視図である。 ディスク状の巻取ボビンの概念説明図である。 輪状の導体を製作するためのベルトコンベア状の巻取ボビンを有する巻取装置の正面図である。 図14例の巻取装置(巻取前)の斜視図である。 図14例の巻取装置(巻取後)の斜視図である。 図17Aは、撚り線製造装置における巻き取り開始時の説明図、 図17Bは、巻き取り中の説明図、 図17Cは、撚り線製作中の説明図、 図17Dは、撚り線を外した状態の説明図である。 移動軸の先端部の拡大図である。 輪を描く動作の説明図である。 この実施形態の電線により製作したコモンモードコイルの説明図である。 この実施形態のコモンモードコイルを利用したノイズフィルタ装置の概略図である。 この実施形態の電線により製作したノーマルモードコイルの説明図である。 この実施形態の電線により製作したトランスの説明図である。 綿巻銅線を利用した従来技術に係るコモンモードコイルの説明図である。 従来技術に係る束ね撚り線の製作装置の概略説明図である。 ブスバーを利用した従来技術に係るコモンモードコイルの概略説明図である。
符号の説明
2、12、300、322…コイル 10、298…コア
20、22、24…ブスバー 50…電線(撚り線)
52…ファスナー 58…巻取装置
60…銅線 62…ボビン(銅線巻きドラム)
64、64A…棒状の巻取ボビン
66、166、266、466…輪状の導体
66B…束線 68、168…ピン
82、182、283…開口 88、89…フック
90、92…撚り線製作装置 98…回転平押さえ板
99…固定平押さえ板 158、258…巻取装置
164、164A…ディスク状の巻取ボビン
264…ベルトコンベア状の巻取ボビン
302…Xコンデンサブロック 304…Yコンデンサブロック
320…ノイズフィルタ装置 324…トランス
400…XY2軸ロボット 402…撚り線製造装置
410…管

Claims (11)

  1. φ0.4〜φ1.6の銅線で10本〜20,000本束とされ、かつ総断面積[mm2]が10以上10,000以下の1回の撚り線製作工程で作成された撚り線とされている
    ことを特徴とする電線。
  2. 請求項1記載の電線において、
    前記銅線は、裸銅線、裸銅線のメッキ線、絶縁塗料を塗布された銅線の少なくとも1種の銅線、
    あるいは前記裸銅線、前記裸銅線のメッキ線、前記絶縁塗料を塗布された銅線の少なくとも2種を混在させた銅線、
    または、前記少なくとも1種の銅線あるいは前記少なくとも2種を混在させた銅線に自己融着塗料が塗布された自己融着線である
    ことを特徴とする電線。
  3. 請求項1または2記載の電線を、磁束を通すコアに巻き付けた
    ことを特徴とするコイル。
  4. 請求項3記載のコイルにおいて、
    前記コアが、トランス用コア、ノーマルモードコイル用コア、コモンモードコイル用コアのいずれかである
    ことを特徴とするコイル。
  5. 請求項1または2記載の電線を、磁束を通すコアに巻き付けたコモンモードコイルを有する
    ことを特徴とするノイズフィルタ装置。
  6. 所望長さの撚り線の製造方法において、
    φ0.4〜φ1.6内のいずれかの径を有する銅線が巻かれた少なくとも1つのボビンから巻取手段に銅線を巻き取り、輪状の導体を製作する巻取工程と、
    前記輪状の導体を、開口内から両側に引っ張ることで、前記所望長さの撚り線に対応する長さの多数本の束線とする束線製作工程と、
    前記束線の両端を引っ張った状態において、少なくとも一方の端を回転させて撚り線を製作する撚り線製作工程と、
    を備えることを特徴とする撚り線の製造方法。
  7. 請求項6記載の撚り線の製造方法において、
    前記巻取工程における前記巻取手段が巻取ボビンであり、この巻取ボビンが、前記所望の長さを得るために長さが可変の棒状ボビン、前記所望の長さを得るために径が可変のディスク状ボビン、あるいは前記所望の長さを得るために回転軸間長さが可変のベルトコンベア状ボビンのいずれかの巻取ボビンである
    ことを特徴とする撚り線の製造方法。
  8. 請求項6記載の撚り線の製造方法において、
    前記巻取工程における前記巻取手段が、前記輪状の導体を製作する際に、同一平面上で、輪を描く動きを繰り返して前記ボビンから前記銅線を巻き取り輪状の導体を製作する手段
    であることを特徴とする撚り線の製造方法。
  9. 請求項6記載の撚り線の製造方法において、
    前記束線製作工程及び前記撚り線製作工程では、
    前記輪状の導体の少なくとも一方の端をフックにかけて引っ張り、前記フックを回転させて前記撚り線を製作するか、あるいは前記輪状の導体の少なくとも一方の端を止め具により挟んで引っ張り前記止め具を回転させて前記撚り線を製作する
    ことを特徴とする撚り線の製造方法。
  10. 請求項6〜9のいずれか1項に記載の撚り線の製造方法において、
    前記銅線が、裸銅線、裸銅線のメッキ線、絶縁塗料を塗布された銅線の少なくとも1種の銅線、
    あるいは前記裸銅線、前記裸銅線のメッキ線、前記絶縁塗料を塗布された銅線の少なくとも2種を混在させた銅線、
    または、前記少なくとも1種の銅線あるいは前記少なくとも2種を混在させた銅線に自己融着塗料が塗布された自己融着線である
    ことを特徴とする撚り線の製造方法。
  11. 請求項10記載の撚り線の製造方法において、
    前記撚り線製作工程の次に、製作された撚り線の解れを防止する解れ防止工程を設け、
    この解れ防止工程では、
    前記銅線が、裸銅線、裸銅線のメッキ線、絶縁塗料を塗布された銅線のいずれかである場合には、前記撚り線をテープまたは紐により固定し、
    前記銅線が自己融着線であって加熱接着タイプである場合には、前記撚り線を加熱処理により固定し、
    前記銅線が自己融着線であって溶剤接着タイプである場合には、前記撚り線に溶剤を付けて固定する
    ことを特徴とする撚り線の製造方法。

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