JP2009218400A - 集合線、集合線を巻回してなるコイル及びそれらの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱性、占積率を向上させることができる集合線、集合線を巻回してなるコイル及びそれらの製造方法の提供を課題とする。
【解決手段】４本の絶縁被覆導線１０を並列状に重ね合わせた集合線１を成形型２０内に配置し、絶縁被覆導線１０の重ね合わせ方向に圧縮成形することで、集合線１の側面及び各絶縁被覆導線１０の隣接面における絶縁層１２ａが集合線１の表面及び裏面の絶縁層１２ｂよりも薄肉であると共に、隣接する絶縁被覆導線１０の絶縁層１２ａが相互に全面で密着状態になるよう構成した集合線１及び集合線１を巻回してなるコイルである。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複数の絶縁被覆導線を重ね合わせてなる集合線、集合線を巻回してなるコイル、前記集合線及び集合線を巻回してなるコイルの製造方法に関する。

複数の絶縁被覆導線を重ね合わせて巻回することで構成されるコイルとしては、下記特許文献１がある。下記特許文献１は、コイルおよびその製造方法に関する発明で、複数本の絶縁被覆電線が巻きの外側に向けた方向に重ねられ、その状態で軸方向に整列して巻回されることでコイルが成形される技術が開示されている。
特開２００５−３２７８３４号公報

上記特許文献１に示す発明では、表皮効果をより高めることができ、効率良く電流を流すことができるというメリットがある。
しかし放熱性に対する対策が十分でなく、占積率も悪いという問題があった。

そこで本発明は上記従来における問題点を解決し、放熱性、占積率を向上させることができる集合線、集合線を巻回してなるコイル及びそれらの製造方法の提供を課題とする。

本発明の集合線は、複数本の絶縁被覆導線を並列状に重ね合わせてなる偏平な集合線であって、集合線の側面及び各絶縁被覆導線の隣接面における絶縁層が集合線の表面及び裏面の絶縁層よりも薄肉であると共に隣接する絶縁被覆導線の絶縁層が相互に全面で密着状態にあることを第１の特徴としている。

上記本発明の第１の特徴によれば、複数本の絶縁被覆導線を並列状に重ね合わせてなる偏平な集合線であって、集合線の側面及び各絶縁被覆導線の隣接面における絶縁層が集合線の表面及び裏面の絶縁層よりも薄肉である構成としてあることから、集合線の占積率を向上させることができる。また隣接する絶縁被覆導線の絶縁層が相互に全面で密着状態にある構成としてあることから、隣接する絶縁被覆導線間に空隙が生じることがない。よって集合線の放熱性を向上させることができる。

また本発明のコイルは、複数本の絶縁被覆導線を並列状に重ね合わせてなる偏平な集合線からなるエッジワイズ巻きコイルであって、集合線の側面及び各絶縁被覆導線の隣接面における絶縁層が集合線の表面及び裏面の絶縁層よりも薄肉であると共に隣接する絶縁被覆導線の絶縁層が相互に全面で密着状態にあることを第２の特徴としている。

上記本発明の第２の特徴によれば、複数本の絶縁被覆導線を並列状に重ね合わせてなる偏平な集合線からなるエッジワイズ巻きコイルであって、集合線の側面及び各絶縁被覆導線の隣接面における絶縁層が集合線の表面及び裏面の絶縁層よりも薄肉である構成としてあることから、コイルの占積率を向上させることができる。また隣接する絶縁被覆導線の絶縁層が相互に全面で密着状態にある構成としてあることから、隣接する絶縁被覆導線間に空隙が生じることがない。よってコイルの放熱性を向上させることができる。

また本発明の集合線の製造方法は、複数本の絶縁被覆導線を並列状に重ね合わせてなる偏平な集合線の製造方法であって、複数本の絶縁被覆導線を並列状に重ね合わせて偏平な集合線を成形する集合化工程と、前記集合化工程で成形された集合線を成形型を用いて絶縁被覆導線の重ね合わせ方向に圧縮成形する圧縮成形工程とを有することを第３の特徴としている。

上記本発明の第３の特徴によれば、複数本の絶縁被覆導線を並列状に重ね合わせてなる偏平な集合線の製造方法であって、複数本の絶縁被覆導線を並列状に重ね合わせて偏平な集合線を成形する集合化工程を有する構成としてあることから、複数本の絶縁被覆導線を並列状に重ね合わせて偏平な集合線を効果的に成形することができる。また集合化工程で成形された集合線を成形型を用いて絶縁被覆導線の重ね合わせ方向に圧縮成形する圧縮成形工程を有する構成としてあることから、集合線を絶縁被覆導線の重ね合わせ方向に確実に圧縮成形することができる。

また本発明のコイルの製造方法は、複数本の絶縁被覆導線を並列状に重ね合わせてなる偏平な集合線を巻回してなるコイルの製造方法であって、複数本の絶縁被覆導線を並列状に重ね合わせて偏平な集合線を成形する集合化工程と、前記集合化工程で成形された集合線をエッジワイズ巻きに巻回する巻回工程とを有することを第４の特徴としている。

上記本発明の第４の特徴によれば、複数本の絶縁被覆導線を並列状に重ね合わせてなる偏平な集合線を巻回してなるコイルの製造方法であって、複数本の絶縁被覆導線を並列状に重ね合わせて偏平な集合線を成形する集合化工程を有する構成としてあることから、複数本の絶縁被覆導線を並列状に重ね合わせて偏平な集合線を効果的に成形することができる。また集合化工程で成形された集合線をエッジワイズ巻きに巻回する巻回工程を有する構成としてあることから、集合線を確実にエッジワイズ巻きに巻回することができる。

また本発明のコイルの製造方法は、上記本発明の第４の特徴に加えて、集合化工程と巻回工程との間に、集合化工程で成形された集合線を成形型を用いて絶縁被覆導線の重ね合わせ方向に圧縮成形する圧縮成形工程を有することを第５の特徴としている。

上記本発明の第５の特徴によれば、上記本発明の第４の特徴による作用効果に加えて、集合化工程と巻回工程との間に、集合化工程で成形された集合線を成形型を用いて絶縁被覆導線の重ね合わせ方向に圧縮成形する圧縮成形工程を有する構成としてあることから、集合化工程と巻回工程との間に圧縮成形工程を設けることで、集合線を一度に絶縁被覆導線の重ね合わせ方向に圧縮成形することができる。よって集合線を構成する絶縁被覆導線をそれぞれ個々に圧縮成形する必要がなく、製造効率を向上させることができる。

また本発明のコイルの製造方法は、上記本発明の第４の特徴に加えて、巻回工程の後に、巻回してなるコイル全体を成形型を用いて絶縁被覆導線の重ね合わせ方向に圧縮成形する圧縮成形工程を有することを第６の特徴としている。

上記本発明の第６の特徴によれば、上記本発明の第４の特徴による作用効果に加えて、巻回工程の後に、巻回してなるコイル全体を成形型を用いて絶縁被覆導線の重ね合わせ方向に圧縮成形する圧縮成形工程を有する構成としてあることから、巻回工程の後に圧縮成形工程を設けることでコイル全体を絶縁被覆導線の重ね合わせ方向に一度に圧縮成形することができる。よって一段と製造効率を向上させることができる。

本発明の集合線及び集合線を巻回してなるコイルによれば集合線及び集合線を巻回してなるコイルの放熱性、占積率を向上させることができる。また本発明の集合線及び集合線を巻回してなるコイルの製造方法によれば、製造効率のよい集合線及び集合線を巻回してなるコイルの製造方法とすることができる。

以下の図面を参照して、本発明の実施形態に係る集合線、集合線を巻回してなるコイル、前記集合線及び集合線を巻回してなるコイルの製造方法を説明し、本発明の理解に供する。しかし以下の説明は本発明の実施形態であって、特許請求の範囲に記載の内容を限定するものではない。

図１は本発明の実施形態に係る集合線の全体斜視図である。図２は本発明の実施形態に係る集合線１の圧縮成形工程を示す断面図であり、（ａ）は圧縮成形前の状態を示し、（ｂ）は圧縮成形後の状態を示す。図３は本発明の実施形態に係る集合線を巻回してなるコイル及びその製造工程を示す全体斜視図であり、（ａ）は圧縮成形された集合線を巻回してなるコイルを示す図、（ｂ）は圧縮成形されていない集合線を巻回してなるコイル及びその圧縮成形工程を示す図である。

先ず図１、図２を参照して、本実施形態の集合線１は、絶縁被覆導線１０を４本並列状に重ね合わせてなる偏平な集合線である。
前記絶縁被覆導線１０は平角線であり、素線１１と絶縁層１２とで構成される。

前記素線１１は、公知の如何なる素線であってもよい。例えば銅、アルミ、銀、金、これらの合金等を用いることができる。
前記絶縁層１２は、素線１１の表面を絶縁被覆するものである。絶縁層１２としては、絶縁材として通常用いられるものであれば如何なるものを用いてもよい。例えばエナメル、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等を用いることができる。絶縁層１２に熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂を用いることによって、集合線１に熱を加えることで絶縁層１２が軟化し、４本の絶縁被覆導線１０の隣接面が相互に接着する。その状態で硬化或いは可塑化することで、４本の絶縁被覆導線１０を一体化させることができる。よって絶縁被覆導線１０の一体化に結着材を用いる必要がない。従って製造コストを抑えることができると共に、製造効率のよい集合線１とすることができる。

また図２の（ａ）に示すように、集合化工程において並列状に重ね合わせられた絶縁被覆導線１０は、圧縮成形工程において成形型２０を用いて絶縁被覆導線１０の重ね合わせ方向にプレス加工される。このような構成とすることで、図２の（ｂ）に示すように、集合線１の側面及び各絶縁被覆導線１０の隣接面における絶縁層１２ａを、集合線１の表面及び裏面の絶縁層１２ｂよりも薄肉とすることができる。よって集合線１の占積率を向上させることができる。また４本の絶縁被覆導線１０を一度にプレス加工する構成とすることで、絶縁被覆導線１０を１本ずつプレス加工して集合線とする場合に比べて、製造効率を向上させることができる。
また図２の（ｂ）に示すように、４本の絶縁被覆導線１０の各隣接面を相互に密着させて面接触させることができる。よって図２の（ａ）に示す４本の絶縁被覆導線１０の各隣接面に生じていた隙間１３をなくすことができる。よって隣接する絶縁被覆導線１０間に空隙が生じることがなく、且つ４本の絶縁被覆導線１０の表面及び裏面を面一とすることができる。従って集合線１の放熱性を向上させることができる。

なお圧縮成形工程は、絶縁層１２の材質に応じた所定の温度下で行われる。
またプレス加工後の絶縁層１２ａの厚みは、例えば１μｍ等素線間に渦電流が流れない十分な厚みとし、絶縁層１２ｂの厚みは、集合線１をコイル化した場合の印加電圧や結線方式に応じた線間電圧に対する絶縁を満たす十分な厚みとすることが望ましい。

このように４本の絶縁被覆導線１０を集合化工程において並列状に重ね合わせ、圧縮成形工程においてプレス加工することで集合線１を成形する。
なお絶縁被覆導線１０は、必ずしも平角線に限るものではなく、丸線、六角線、矩形性等、適宜変更可能である。またその本数、太さ、導径も適宜変更である。

次に図３を参照して、本実施形態のコイルを説明する。
先ず図３の（ａ）を参照して、本実施形態のコイル１００は、前記集合線１をエッジワイズ巻きすることで成形されるコイルである。前記集合線１と同一部材、同一機能をなすものには同一番号を付し、以下の説明を省略する。

前記コイル１００は、巻回工程において図示しない巻線機で集合化工程において一体化された集合線１をエッジワイズ巻きすることで成形されるコイルである。このように集合線１をエッジワイズ巻きしてコイル１００を構成することで、図２の（ｂ）に示すように、集合線１の側面及び各絶縁被覆導線１０の隣接面における絶縁層１２ａは、集合線１の表面及び裏面の絶縁層１２ｂよりも薄肉であることから、コイル１００の占積率を向上させることができる。
また図２の（ｂ）に示すように、集合線１は隣接する絶縁被覆導線１０間に空隙が生じることがなく、且つ４本の絶縁被覆導線１０の表面及び裏面が面一である。よって集合線１をエッジワイズ巻きした際、軸方向に重なる集合線１間に空隙が生じることを防止することができ、コイル１００の放熱性を向上させることができる。

このように集合化工程において一体化され、圧縮成形工程においてプレス加工された集合線１を巻回工程においてエッジワイズ巻きとすることでコイル１００を成形する。
なおコイル１００を構成する集合線１の巻数、大きさは適宜変更可能である。

次に図３の（ｂ）を参照して、本実施形態のコイル２００は、前記コイル１００と同様に巻回工程において集合線１をエッジワイズ巻きすることで成形されるコイルであるが、集合線１の圧縮成形工程をエッジワイズ巻きコイルとした状態でコイル全体を一度にプレスすることで行い、成形したコイルである。前記コイル１００と同一部材、同一機能をなすものには同一番号を付し、以下の説明を省略する。

このように圧縮成形工程を、集合線１を巻線機によりエッジワイズ巻きコイルとし、その状態で成形型２０を用いてコイル全体を一度にプレスする構成とすることで、コイル２００を構成する集合線１を、その絶縁被覆導線１０の重ね合わせ方向に一度にプレス加工することができる。よってプレス加工された集合線１をエッジワイズ巻きしてコイルを成形する場合に比べて、製造効率を向上させることができる。

またコイル２００全体を絶縁被覆導線１０の重ね合わせ方向にプレス加工することで、図２の（ｂ）と同様に、コイル２００を構成する集合線１の側面及び各絶縁被覆導線１０の隣接面における絶縁層１２ａを、集合線１の表面及び裏面の絶縁層１２ｂよりも薄肉とすることができる。よってコイル２００の占積率を向上させることができる。
また図２の（ｂ）と同様に、集合線１を構成する４本の隣接する絶縁被覆導線１０間に空隙を生じさせることがなく、且つ４本の絶縁被覆導線１０の表面及び裏面を面一とすることができる。よって軸方向に重なる集合線１間に空隙が生じることを防止することができ、コイル２００の放熱性を向上させることができる。

このように集合化工程において一体化された集合線１を巻回工程においてエッジワイズ巻きコイルとし、圧縮成形工程においてコイル全体を絶縁被覆導線１０の重ね合わせ方向にプレス加工することでコイル２００を成形する。
なおコイル２００を構成する集合線１の巻数、大きさは適宜変更可能である。

本発明は集合線及び集合線を用いたコイルとして、各種モータ用コイル、リアクトル用コイル、ハイブリッド自動車用モータ等のモータのステータや変圧器などに利用することができる。

本発明の実施形態に係る集合線の全体斜視図である。 本発明の実施形態に係る集合線の圧縮成形工程を示す断面図で、（ａ）は圧縮成形前の状態を示し、（ｂ）は圧縮成形後の状態を示す。 本発明の実施形態に係る集合線を巻回してなるコイル及びその製造工程を示す全体斜視図で、（ａ）は圧縮成形された集合線を巻回してなるコイルを示す図、（ｂ）は圧縮成形されていない集合線を巻回してなるコイル及びその圧縮成形工程を示す図である。

符号の説明

１ 集合線
１０ 絶縁被覆導線
１１ 素線
１２ 絶縁層
１２ａ 絶縁層
１２ｂ 絶縁層
１３ 隙間
２０ 成形型
１００ コイル
２００ コイル

Claims (6)

1. 複数本の絶縁被覆導線を並列状に重ね合わせてなる偏平な集合線であって、集合線の側面及び各絶縁被覆導線の隣接面における絶縁層が集合線の表面及び裏面の絶縁層よりも薄肉であると共に隣接する絶縁被覆導線の絶縁層が相互に全面で密着状態にあることを特徴とする集合線。
2. 複数本の絶縁被覆導線を並列状に重ね合わせてなる偏平な集合線からなるエッジワイズ巻きコイルであって、集合線の側面及び各絶縁被覆導線の隣接面における絶縁層が集合線の表面及び裏面の絶縁層よりも薄肉であると共に隣接する絶縁被覆導線の絶縁層が相互に全面で密着状態にあることを特徴とするコイル。
3. 複数本の絶縁被覆導線を並列状に重ね合わせてなる偏平な集合線の製造方法であって、複数本の絶縁被覆導線を並列状に重ね合わせて偏平な集合線を成形する集合化工程と、前記集合化工程で成形された集合線を成形型を用いて絶縁被覆導線の重ね合わせ方向に圧縮成形する圧縮成形工程とを有することを特徴とする集合線の製造方法。
4. 複数本の絶縁被覆導線を並列状に重ね合わせてなる偏平な集合線を巻回してなるコイルの製造方法であって、複数本の絶縁被覆導線を並列状に重ね合わせて偏平な集合線を成形する集合化工程と、前記集合化工程で成形された集合線をエッジワイズ巻きに巻回する巻回工程とを有することを特徴とするコイルの製造方法。
5. 集合化工程と巻回工程との間に、集合化工程で成形された集合線を成形型を用いて絶縁被覆導線の重ね合わせ方向に圧縮成形する圧縮成形工程を有することを特徴とする請求項４に記載のコイルの製造方法。
6. 巻回工程の後に、巻回してなるコイル全体を成形型を用いて絶縁被覆導線の重ね合わせ方向に圧縮成形する圧縮成形工程を有することを特徴とする請求項４に記載のコイルの製造方法。

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