JP2006344435A - 線材、コイル、ステータコイル、ロータコイル、及び変成器 - Google Patents

Abstract

【課題】 線材を曲げた曲線部では、線材の内側では線材の密度が大きくなり、外側では線材の密度が小さくなるため、素線間の接着が外側から剥離し易くなるといった課題があったため、素線間の接着が、より剥離し難い曲げ太り低減線を提供すること。又、渦電流低減線材を提供すること。
【解決手段】 少なくとも２本以上の複数の素線１が貼り合わされ、その貼り合わされた部分の断面形状は、段差、折れ曲がり、又は傾斜を有し、複数の素線１が配列されて成す面５ａ、５ｂに交差する方向に曲がる曲線部を備えた、線材である。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータや変成器に使用されるコイル、それに用いる線材等に関する。

モーター等に用いられるコイルは、交流電流あるいはパルス電流により駆動されるので、一般に鉄損に起因する発熱が少ないこと及び渦電流による有効磁束の減少が少ないことが要求される。

この渦電流を小さくするために、細線を複数本束ね、渦電流の発生する面積を細分化することにより、渦電流を小さくする低損失コア部材を提供する技術が開示されている。

図１２に、従来の細線を複数本束ねた線材を製造する工程を示す。図１２（ａ）は、素線１００の断面形状を示している。素線１００は断面形状が実質上直方体形状である。次に、図１２（ｂ）に示すように、素線１００の外周に、絶縁被膜１０１を形成する。続いて、図１２（ｃ）に示すように、２本の、絶縁線被膜１０１が形成された素線１００を接着剤によって形成された接着層１０２を介して接着を行う。このようにすることによって、平角線１０３が製造される。この平角線１０３は、上下に平面１０３ａ、１０３ｂを有しており、左右に端面１０３ｃ、１０３ｄを有している。

この平角線１０３を、その平面１０３ａが内側を向くように捲き回すことによって、図１３に示すコイルが形成される。

しかしながら、平角線１０３を捲き回してコイルを形成すると、図１４に示すような曲線部では、内側に位置する平面１０３ａでは、線材の密度が大きくなり、外側に位置する平面１０３ｂでは、線材の密度が小さくなるため、接着層１０２が平面１０３ｂ側から剥離し易くなるといった課題があった。

本発明は、上記従来の課題を考慮し、素線間の接着が、より剥離し難い線材、コイル、ステータコイル、ロータコイル、変成器を提供することである。

上記課題を解決するための、第１の本発明は、
少なくとも２本以上の複数の素線が貼り合わされ、その貼り合わされた部分の断面形状は、段差、折れ曲がり、又は傾斜を有する、線材である。

又、第２の本発明は、
前記複数の素線が配列されて成す面に交差する方向に曲がる曲線部を有する、第１の本発明の線材である。

又、第３の本発明は、
前記線材は、平角線であり、
前記２本の素線の断面形状は、点対称である、第２の本発明の線材である。

又、第４の本発明は、
第１の本発明の線材を捲き回した、コイルである。

又、第５の本発明は、複数のコアを有する実質上円筒形状のステータと、
前記コアに配置される、複数の第４の本発明のコイルとを備えた、ステータコイルである。

又、第６の本発明は、
複数のコアを有するロータと、
前記コアに配置される、複数の第４の本発明のコイルとを備えた、ロータコイルである。

又、第７の本発明は、
第４の本発明のコイルと、
コアとを備えた、変成器である。

本発明によれば、素線間の接着が、より剥離し難い線材、コイル、ステータコイル、ロータコイル、及び変成器を提供することが出来る。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。

（実施の形態１）
図１（ａ）〜（ｄ）は、本発明にかかる実施の形態１における線材の製造方法を説明するための図である。尚、図１では、２本の素線を用いて平角線を作成する場合を例に挙げて説明する。

図１（ａ）は、２本の素線１の断面形状を示す断面図である。素線１の断面形状は、直方体形状の一辺に段差を設けた形状である。この段差が設けられた面を貼り合わせ面１ａとする。又、２本の素線１は点対称に配置されている。

最初に、図１（ｂ）に示すように、双方の素線１の外周に絶縁被膜２を形成する。この絶縁被膜２としては、ポリエステル等を用いることが出来る。

次に、図１（ｃ）に示すように、一方の素線１の貼り合わせ面１ａ上に位置する絶縁被膜２上に、接着剤３を塗布する。この接着剤３としては、絶縁性を有するエポキシ樹脂等が挙げられる。

最後に、他方の素線１の貼り合わせ面１ａが、接着剤３を介して他方の面１ａに貼り合わされる。この接着剤３ｄによって接着層４が形成される。

このようにして、図１（ｄ）に示す断面形状を有する平角線５が形成される。尚、本発明の貼り合わされた部分は、例えば、本実施の形態１の貼り合わせ面１ａに相当し、本実施の形態１の平角線５は、面１ａに段差を有している。又、２つの素線１は、それらの断面形状が、平角線５の実質上中心を基準にして点対称になるように配置されている。

この平角線５の接着層４の端が位置する２つの平面のうち上面を５ａ、下面を５ｂとする。この接着層４は面５ａから面５ｂにかけて形成されていることとなる。又、図１（ｄ）の正面から見て左側の端面を５ｃ、右側の端面を５ｄとする。上記構成の平角線５を、図２で示すように平面５ａが内側に配置されるように曲線部を形成した場合であっても、段差を設けて２つの素線１が貼り合わされているため、図１（ｄ）に示すように平角線５の中央部分５ｅは、内側（面５ａ）から外側（面５ｂ）にかけて２つの素線１で構成されることになり、内側と外側の線材密度の差が緩和され、接着層４が剥離し難くなる。又、２本の素線１の接着面積も従来と比較して大きくなるため、より強く接着することが可能となる。尚、本発明の複数の素線が配列されて成す面の一例は、本実施の形態１の面５ａ、５ｂに相当する。本発明の複数の素線が配列されて成す面に交差する方向に曲がるとは、例えば、面５ａ、５ｂに直行する方向に曲がることである。

尚、本実施の形態１では、図１（ｄ）に示したように、各々の素線１に絶縁被膜３を形成した後に、接着を行ったが、はじめに素線１の接着を行った後に絶縁被膜３を形成してもよい。この平角線６の断面図を図３に示す。

又、本実施の形態１では、図１に示す形状の素線１を用いたが、この形状に限らず図４に示すような、貼り合わせ面に段差を２段有する形状の素線７を用いても良い。

更に、図５に示す断面形状の素線を用いても良い。図５に示す素線は、１本の素線８と２本の素線９から構成されている。この素線８の両端の２つの面８ａが、それぞれ１本の素線９との貼り合わせ面となっており、この２つの面８ａには、各々に凸部８ｂが形成されている。又、素線９には、凸部８ｂに対応する凹部９ｂが、素線８との貼り合わせ面である面９ａに形成されている。この凸部８ｂが凹部９ｂに嵌合し、平角線が形成される。

図１〜図５では、貼り合わせ面に段差を設けた形状について説明したが、図６に示すように貼り合わせ面に傾斜を設けても良い。図６に示す素線１０は、貼り合わせ面１０ａに傾斜１０ｂを有しており、同一形状の２本の素線１０の面１０ａを接着することによって平角線を形成することが出来る。又、貼り合わせ面に傾斜、段差に限らず折れ曲がりが形成されていてもよい。

尚、図４〜図６に示した素線を貼り合わせて平角線を形成する際には、各素線に絶縁被膜を形成してから、接着剤によって貼り合わせても良いし、最初に素線を接着剤によって貼り合わせてから絶縁被膜を形成してもよい。

又、図７のように、図３に示した平角線の幅と厚みを変化させたものであってもよい。図７に示す断面形状の平角線１１は、正面から見て左右に平面１１ａ、１１ｂを有しており、上下に端面１１ｃと１１ｄを有している。又、平角線１１を構成している２本の素線１２を貼り合わせた接着層１３は、端面１１ｃから１１ｄにかけて形成されている。これら貼り合わされた２本の素線１２の外周が絶縁被膜３０によって覆われている。尚、接着層１３の端面１１ｄに位置する端部分を１１ｅとする。

この平角線１１を用いて図８に示すようなコイルを形成する。図８（ａ）はコイルの正面図を示しており、図８（ｂ）はコイルの側面図を示している。図８に示すコイル１４は、平角線１１が、その平面１１ａを積層方向（（ｂ）図の矢印方向）に対して実質上垂直になるように捲き回されて形成されている。

このようなコイルでは、図２のような曲線部を形成する場合よりも、平角線１１の内周（端面１１ｄ）と外周（端面１１ｃ）のコイル１４の中心軸１４ａからの径の差が大きく異なるため、内径側である端面１１ｄは平角線材の厚みが太り、外周側である端面１１ｃは薄くなる。これにより接着層の剥離がし易くなると同時に素線１２の分割作用によって端面１１ｃ、１１ｄ上の絶縁被膜３０にクラックが入りやすい。

しかしながら、図７に示すように素線１２の貼り合わせ面に段差を設けることによって、捲き太りは２分の１となり、接着層の剥離及び絶縁被膜にクラックが入り難くなる。尚、図２の曲げ太りも同様である。

（実施の形態２）
以下に、実施の形態１において説明した線材を用いた応用例である実施の形態２のコイルについて説明する。

図７において説明した平角線１１を加工することによって、線材の長さ方向に厚みと幅が連続的に変化している電線部材２０を製造する。又、電線部材２０は、線材方向に対して垂直な、任意の箇所における断面積が同一になるように構成されている。そして、図８と同様に、電線部材２０を、その平面が積層方向と実質上垂直になるように捲き回し、図９（ａ）の正面図に示すコイル２１が形成される。尚、線材の幅を２０ａ（図７の平面１１ａ、１１ｂの幅に相当）として図９（ａ）に示し、線材の厚みを２０ｂ（図７の端面１１ｃ、１１ｄの幅に相当）として図９（ｂ）の上面図に示す。又、図９（ａ）の正面には、図７の平面１１ａに相当する面が位置しており、図９（ｂ）の点線部は、接着層２０ｃの端面部分（図７の接着層１３の平面１１ｃ側の端部分１１ｅに相当）を示している。

又、図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれステータコア３７の正面図、上面図、及び側面図を示している。又、ステータコア３７に図９のコイルが実装されたステータコイルの平面図が、図１１である。

尚、図９のコイルを、ステータの内周表面に向かって、ロータの外周表面に形成された複数のコアに実装することによって、ロータコイルに適用してもよい。又、図９のコイルに限らず、図８のコイルを用いても良く、又、図１及び図３〜６で説明した平角線を捲き回したコイルをステータコイル及びロータコイルに用いても良い。又、これらのコイルを変成器に適用しても良い。

本発明の線材によれば、素線間の接着が、より剥離し難く、コイル、ステータコイル、ロータコイル、及び変成器等として有用である。

（ａ）〜（ｄ）本発明にかかる実施の形態１における平角線の製造方法を説明するための線材の断面図 本発明にかかる実施の形態１における平角線を曲げた状態を示す斜視図 本発明にかかる実施の形態１における平角線の断面図 本発明にかかる実施の形態１における平角線を形成するための素線の断面図 本発明にかかる実施の形態１における平角線を形成するための素線の断面図 本発明にかかる実施の形態１における平角線を形成するための素線の断面図 本発明にかかる実施の形態１における平角線の断面図 （ａ）本発明にかかる実施の形態１における平角線を用いて形成したコイルの正面図（ｂ）本発明にかかる実施の形態１における平角線を用いて形成したコイルの側面図 （ａ）本発明にかかる実施の形態２におけるコイルの正面図（ｂ）本発明にかかる実施の形態２におけるコイルの上断面図 （ａ）本発明にかかる実施の形態２におけるコイルを実装するステータコアの正面図（ｂ）本発明にかかる実施の形態２におけるコイルを実装するステータコアの上面図（ｃ）本発明にかかる実施の形態２におけるコイルを実装するステータコアの側面図 本発明にかかる実施の形態２におけるコイルをステータコアに実装した平面図 （ａ）〜（ｃ）従来の平角線の製造方法を説明するための断面図 従来の平角線を用いて形成したコイルの側面図 従来の平角線を曲げた状態の斜視図

符号の説明

１ 素線
１ａ 貼り合わせ面
２ 絶縁被膜
３接着剤
４ 接着層
５ 平角線
５ａ、ｂ 平面
５ｃ、ｄ 端面

Claims (7)

1. 少なくとも２本以上の複数の素線が貼り合わされ、その貼り合わされた部分の断面形状は、段差、折れ曲がり、又は傾斜を有する、線材。
2. 前記複数の素線が配列されて成す面に交差する方向に曲がる曲線部を有する、請求項１記載の線材。
3. 前記線材は、平角線であり、
   前記２本の素線の断面形状は、点対称である、請求項２記載の線材。
4. 請求項１記載の線材を捲き回した、コイル。
5. 複数のコアを有する実質上円筒形状のステータと、
   前記コアに配置される、複数の請求項４記載のコイルとを備えた、ステータコイル。
6. 複数のコアを有するロータと、
   前記コアに配置される、複数の請求項４記載のコイルとを備えた、ロータコイル。
7. 請求項４記載のコイルと、
   コアとを備えた、変成器。

Images