JP2019160434A - 高周波コイル用絶縁電線 - Google Patents

Abstract

【課題】高周波分野のコイル用として使用され、コイルの小型化、高品質・高性能化を実現できる高周波コイル用絶縁電線を提供する。【解決手段】中心導体１と、中心導体１の外周に設けられ、銅及び鉄族元素で構成された金属層２と、金属層２の外周に設けられ、金属層２の構成金属と錯体を形成してなる化合物層３とで構成された化合物層被覆素線１０を複数本撚り合わせた撚り線１１、及び、撚り線１１の外周に設けられた絶縁層４、を有するようにして上記課題を解決した。このとき、化合物層３が、金属層２を構成する銅と錯体を形成してなる銅イミダゾール化合物層であることが好ましい。【選択図】図１

Description

本発明は、高周波コイル用絶縁電線に関し、さらに詳しくは、モーター、インバータ、非接触給電用等のパワー半導体を使う高周波分野のコイル用として使用され、コイルの小型化、高品質・高性能化を実現できる高周波コイル用絶縁電線に関する。

コイル部品には、複数の絶縁電線を撚り合わせたリッツ線や、そのリッツ線をさらにテープ巻き又は溶融押出しして得た複合絶縁電線等が用いられている。これらの絶縁電線は、数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚの高周波領域における表皮効果による交流抵抗の上昇を抑えることができるので、高周波分野のコイル用電線として広く使用されている。特に近年、コイル部品の小型化が要請され、使用されるコイル用絶縁電線の細径化も要請されている。

特許文献１には、コイルの小型化や占積率の向上を実現できるコイル用絶縁電線が提案されている。この技術は、素線の構成金属と錯体を形成してなるイミダゾール化合物層で被覆された化合物被覆素線を複数本撚り合わせて撚り線となし、その外周にテープ巻、溶融押出し又はそれらの組み合わせによって絶縁被覆を設けて構成されている。

一方、特許文献２の従来技術欄には、銅導体の外周上に鉄等の強磁性薄膜層をめっきにより形成し、その外周にさび止めのためのニッケル層をめっきにより形成し、その外周に絶縁塗料を塗布焼付けして絶縁皮膜を設けてなる磁性線が記載されている。この磁性線を高周波用各種コイルに適用した場合は、従来のエナメル銅線よりも、高周波損失を大幅に低減させることができ、コイルのＱ特性の向上が図れるという利点があるとされている。

ところで、コイル用絶縁電線においては、端末処理として良好なはんだ付けが求められている。そのため、銅又はその合金、アルミニウム又はその合金、銅クラッドアルミニウム等の素線の外周には、良好なはんだ付けを実現するためのめっき層が設けられている。めっき層の材質としては、錫、はんだ、ニッケル、金、銀、銅及びパラジウムから選ばれる１種又は２種以上を単体めっき、積層めっき又は合金めっきが用いられている。

特開２０１６−１３４２７３号公報 特開２００２−２３１０６０号公報（従来技術欄）

はんだ付け性の良いめっき層が設けられた素線に、特許文献１で提案されたイミダゾール化合物層を適用しようとした場合、めっき層の構成金属とイミダゾール化合物との錯体形成が極めて起こりにくい（反応速度が遅い）ことがある。例えば、銅や銅合金、銅クラッドアルミニウムのような銅を主体とした金属は、銅−イミダゾール錯体を容易に形成できるが、ニッケル、アルミニウム、錫、はんだのように銅よりも標準電極電位が低い金属は、その電位が低いほどイミダゾール化合物との反応速度が遅い。そのため、必要な厚さの化合物層を錯体形成させようとした場合、処理時間が３０分以上と長くなり、コストアップになってしまう。

また、銀、金、パラジウムのような金属は、極めて安定した電位を有する金属であるため、前記同様にイミダゾール錯体が形成されにくく、十分な厚さのイミダゾール化合物層を形成できない。そのため、エナメル被覆リッツ線と同等の高周波特性が得られない。従来のエナメル被覆リッツ線と同等レベルの高周波特性を得るためには、金属−イミダゾール錯体からなる化合物層の厚さが一定以上必要であり、１本１本を効果的に絶縁していなければならない。

一方、特許文献２に記載の磁性線では、銅導体の外周に、鉄層とニッケル層とを積層した強磁性層を形成して高周波帯域での交流抵抗の低減を図っている。この磁性線に、特許文献１で提案されたイミダゾール化合物層を適用しようとした場合、ニッケル層が極めて薄いために、下層に位置する鉄めっき層がイミダゾール錯体形成溶液と反応して腐食が起きやすく、外観を損ねてしまうおそれがある。また、そうした腐食が進行した後の導体にテープ巻や発泡押出しを行った場合、テープや発泡構造が破壊され、安定した耐電圧が得られないおそれがある。均一で良好なイミダゾール化合物層が得られないと、高周波帯域での抵抗損失効果が図れず、さらにコイル成形する際の端末のはんだ付けでは、腐食生成物により十分なはんだ付けができず、はんだ接続の信頼性を損ねるおそれがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、モーター、インバータ、非接触給電用等のパワー半導体を使う高周波分野のコイル用として使用され、コイルの小型化、高品質・高性能化を実現できる高周波コイル用絶縁電線を提供することにある。

本発明に係る高周波コイル用絶縁電線は、中心導体と、前記中心導体の外周に設けられ、銅及び鉄族元素で構成された金属層と、前記金属層の外周に設けられ、前記金属層の構成金属と錯体を形成してなる化合物層とで構成された化合物層被覆素線を複数本撚り合わせた撚り線、及び、前記撚り線の外周に設けられた絶縁層、を有する、ことを特徴とする。

この発明によれば、金属層の構成金属と錯体を形成してなる化合物層の厚さは薄いので、そうした化合物層で被覆された化合物層被覆素線を利用した絶縁電線の外径は小さくなり、小型コイルの製造に有利である。また、金属層がはんだ付け性のよい銅を含むので、はんだ付けによる端末処理を容易に行うことができる。さらに、金属層が銅を含むので、安定した化合物層が形成され易く、その結果、良好な絶縁性を確保することができる。さらに、金属層が鉄族元素を含むので、その鉄族元素の磁性機能により良好なシールド特性が得られる。その結果、この絶縁電線をコイル等に加工したコイル部品は、小型化、高品質・高性能化を実現することができる。

本発明に係る高周波コイル用絶縁電線において、前記化合物層が、はんだ付け温度で分解する材料で構成されていることが好ましい。

本発明に係る高周波コイル用絶縁電線において、前記化合物層が、前記金属層を構成する銅と錯体を形成してなる銅イミダゾール化合物層であることが好ましい。

本発明に係る高周波コイル用絶縁電線において、前記化合物層の厚さが、０．０５〜０．５μｍの範囲内であることが好ましい。

本発明に係る高周波コイル用絶縁電線において、前記絶縁層が、絶縁性塗布皮膜、絶縁性押出し樹脂、絶縁性テープ、及びそれらの組み合わせから選ばれることが好ましい。

本発明に係る高周波コイル用絶縁電線において、前記中心導体が、タフピッチ銅、無酸素銅、銀入り銅、錫入り銅、銅クラッドアルミニウム、アルミニウム及びアルミニウム合金から選ばれることが好ましい。

本発明に係る高周波コイル用絶縁電線において、前記金属層が、銅鉄合金、銅ニッケル合金及び銅コバルト合金から選ばれることが好ましい。

本発明に係る高周波コイル用絶縁電線において、前記金属層に含まれる鉄、ニッケル及びコバルトから選ばれる１又は２以上の鉄族元素の含有率が、５〜５０質量％の範囲内であることが好ましい。

本発明によれば、モーター、インバータ、非接触給電用等のパワー半導体を使う高周波分野のコイル用として使用され、コイルの小型化、高品質・高性能化を実現できる高周波コイル用絶縁電線を提供することができる。

本発明に係る高周波コイル用絶縁電線を構成する化合物層被覆素線の一例を示す断面構成図である。 本発明に係る高周波コイル用絶縁電線の一例を示す断面構成図である。 図２の高周波コイル用絶縁電線の説明図である。 高周波コイル用絶縁電線で作製したコイル部品（Ａ）の例を示す断面構成図と、従来のコイル用絶縁電線で作製したコイル部品（Ｂ）の例を示す断面構成図である。

本発明に係る高周波コイル用絶縁電線について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態及び図面に記載した形態と同じ技術的思想の発明を含むものであり、本発明の技術的範囲は実施形態の記載や図面の記載のみに限定されるものでない。

［高周波コイル用絶縁電線］
本発明に係る高周波コイル用絶縁電線２０は、図１〜図３に示すように、化合物層被覆素線１０を複数本撚り合わせた撚り線１１と、その撚り線１１の外周に設けられた絶縁層４とを有している。詳しくは、中心導体１と、中心導体１の外周に設けられ、銅及び鉄族元素で構成された金属層２と、金属層２の外周に設けられ、金属層２の構成金属と錯体を形成してなる化合物層３とで構成された化合物層被覆素線１０を複数本撚り合わせた撚り線１１、及び、撚り線１１の外周に設けられた絶縁層４、を有している。

この高周波コイル用絶縁電線２０は、金属層２の構成金属と錯体を形成してなる化合物層３の厚さは薄いので、そうした化合物層３で被覆された化合物層被覆素線１０を利用した絶縁電線２０の外径は小さくなり、小型コイルの製造に有利である。また、金属層２がはんだ付け性のよい銅を含むので、はんだ付けによる端末処理を容易に行うことができる。さらに、金属層２が銅を含むので、安定した化合物層３が形成され易く、その結果、良好な絶縁性を確保することができる。さらに、金属層２が鉄族元素を含むので、その鉄族元素の磁性機能により良好なシールド特性が得られる。その結果、この絶縁電線２０をコイル等に加工したコイル部品は、小型化、高品質・高性能化を実現することができる。特に、モーター、インバータ、非接触給電用等のパワー半導体を使う高周波分野のコイル（リアクトル、インダクタ、チョークコイル、ノイズフィルター、ＩＨヒータ、電源トランス等）用として好ましく使用することができる。

以下、各構成について説明する。

＜化合物層被覆素線＞
化合物層被覆素線１０は、図１〜図３に示すように、高周波コイル用絶縁電線２０の構成要素である。この化合物層被覆素線１０が複数本撚り合わされて撚り線１１となり、その撚り線１１の外周に絶縁層４が設けられて高周波コイル用絶縁電線２０となる。この化合物層被覆素線１０は、具体的には、中心導体１と、その中心導体１の外周に設けられ、銅及び鉄族元素で構成された金属層２と、その金属層２の外周に設けられ、金属層２の構成金属と錯体を形成してなる化合物層３とで構成されている。

（中心導体）
中心導体１は、図１に示すように、化合物層被覆素線１０の中心に位置するコア導体であり、コイル用絶縁電線の中心導体となるものであれば各種のものを適用できる。中心導体１の材質としては、銅又は銅合金、アルミニウム又はアルミニウム合金、銅クラッド材等を挙げることができる。銅としては、タフピッチ銅、無酸素銅等を挙げることができる。銅合金としては、銅−銀合金（銀入り銅。例えば０．０２〜６質量％の銀入り銅）、銅−錫合金（錫入り銅。例えば０．１５〜７質量％の錫入り銅）等を挙げることができる。なお、タフピッチ銅か無酸素銅であるかは、ＪＩＳ Ｈ−３５１０に準拠した水素脆化試験によって判定することができ、銅−銀合金（銀入り銅）、銅−錫合金（錫入り銅）のいずれかであるかも、含まれる元素をＩＣＰ発光分光分析によって測定して定性及び定量分析することができる。アルミニウム及びアルミニウム合金としては、コイル用絶縁電線に適用可能な純アルミニウムや各種アルミニウム合金を挙げることができる。銅クラッド材も、コイル用絶縁電線に適用可能な銅クラッドアルミニウム等を挙げることができる。

中心導体１は、コイル用絶縁電線に適用可能な導電性を有しており、例えば導電率７０％ＩＡＣＳ以上の低抵抗な良導電性であることが好ましい。こうした中心導体１を用いることにより、後述する金属層２が外周に設けられた場合であっても、高周波コイル用絶縁電線全体の導電線を６０％ＩＡＣＳ以上にすることができる。また、銅合金やアルミニウム合金では、高周波コイル用絶縁電線２０として所望の導電率（６０％ＩＡＣＳ以上から任意に選択される導電率）となるように合金組成が調整される。したがって、所望の導電率を満たす場合には、各種の合金を選択でき、さらに含まれる金属成分の含有率も、高周波特性も加味して任意に選択することができる。なお、導電率は、ＪＩＳ Ｈ−０５０５に記載された非鉄金属材料の体積抵抗率及び導電率測定方法によって算出することができる。

中心導体１の直径は特に限定されないが、例えば０．０２〜０．８ｍｍ程度の範囲内である。本発明では、後述のように、６．０〜１２．０ｍｍ程度の範囲内の素線（中心導体用素線ともいう。）を準備し、その素線の外周に金属層用銅鉄合金テープを設け、その後に必要に応じて熱処理して加工歪みを除去した後又は除去しながら伸線加工することによって、前記線径の中心導体１とその外周に設けられた金属層２とを備えた線材とすることができる。

（金属層）
金属層２は、中心導体１の外周に設けられており、銅と鉄族元素とで構成されている。銅は、後述する化合物層３を形成し易いとともにはんだ付け性も良好なものとするように作用し、鉄族元素は、強磁性体となって磁気シールド効果を有して高周波帯域での交流抵抗の上昇を抑えるように作用する。したがって、銅と鉄族元素とで構成される金属層２は、化合物層３を形成し易く、鉄族元素の腐食を抑制して耐食性が増すように作用し（主に銅の作用）、はんだ付け性を確保するように作用し（主に銅の作用）、高周波特性を向上させるように作用する（主に鉄族元素の作用）。

金属層２は、銅と鉄族元素との合金であることが好ましく、例えば、銅鉄合金、銅ニッケル合金及び銅コバルト合金から選ばれるいずれかを挙げることができる。特に好ましくは銅鉄合金である。金属層２に含まれる鉄族元素の含有量は特に限定されないが、好ましくは１０〜５０質量％の範囲内である。残りは銅含有量であり、微量の不可避不純物が含まれる。鉄族元素がこの範囲内で含まれることにより、金属層２の磁気シールド効果により、コイルとした後のＱ値を顕著に高めることができる。その範囲内において、強磁性成分である鉄族元素の含有量が多めに含まれていれば、磁気シールド効果の点で有利である。一方、鉄族元素の含有量が少なめに含まれていれば、磁気シールド効果の点で十分ではないこともあるが、その場合には、金属層２の厚さを厚くして被覆率を向上させることにより、磁気シールド効果を高めてもよい。

鉄族元素の含有量は、ＩＣＰ発光分光分析によって定性及び定量分析することができる。なお、鉄族元素以外の元素は、本発明の効果に直接影響するものとしては含まれておらず、いわゆる不可避不純物して、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ａｇ、Ｓｂ等が含まれていることがあるという程度である。

金属層２の形成方法は特に限定されないが、金属層形成用テープを用いて形成することが好ましい。具体的には、その金属層形成用テープを中心導体１の周囲に軸方向に包み込み、ロウ付けや溶接によって金属層形成用テープを筒状にした複合材とする。続いて、その複合材を伸線ダイスを用いて引き抜き加工し、中心導体１と金属層形成用テープとを冷間圧着させ、中心導体１上に金属層２が設けられた形態からなる複合導体とすることができる。こうした複合導体を伸線加工し、所定の線径となるまで加工する。なお、必要に応じて熱処理を施して加工歪みを除去又は緩和しつつ、細線径化してもよい。さらに、圧延加工により、平角線にすることもできる。

金属層２の厚さは、最終的に得られた化合物層被覆素線１０において、化合物層被覆素線１０の総断面積に占める金属層２の断面積比が１０〜５０％の範囲内になる程度の金属層形成用テープが用いられる。金属層２の断面積比を上記範囲内とすることにより、飽和磁束密度が小さくなりすぎることがなく、交流抵抗の上昇を招きにくい。また、導電率が低くなって直流抵抗が増加してしまうことがなく、Ｑ値を向上させることができ、コイルの小型化を実現することができる。１０〜５０％の範囲内での好ましい範囲は、化合物層被覆素線１０及び高周波コイル用絶縁電線２０の最終線径、コイルで使用する周波数、直流抵抗等によって設計される。

なお、金属層２の厚さは、化合物層被覆素線１０の総断面積に占める金属層２の断面積比が１０〜５０％の範囲内になる程度の厚さであればよく、中心導体１の線径によって異なる。そうした厚さは、中心導体１を包み込む金属層形成用テープの厚さを任意に選択することでコントロールできる。

なお、金属層２には鉄族元素が含まれているので、はんだ付けの際にはんだ溶食を防止するように作用する。しかし、鉄族元素がはんだ溶食を防止するということは、はんだ中の錫と鉄族元素との金属間化合物が形成され難いことを意味するものである。一方、この金属層２は鉄族元素よりも銅を多く含むので、その銅成分の作用により、良好なはんだ付け性を有している。

（化合物層）
化合物層３は、金属層２の外周に設けられ、金属層２の構成成分と錯体を形成してなるものである。化合物層３は、金属層２の構成成分と錯体を形成することができる化合物を金属層２に接触させて形成される。

化合物としては、イミダゾール、アミン有機酸塩等を挙げることができる。なかでも、下記化学式１に示すイミダゾールを好ましく挙げることができる。このイミダゾールは、上市されているものから入手可能である。イミダゾールが、金属層２を構成する銅と反応することにより、下記化学式２，３に示す銅イミダゾール錯体が形成される。化合物層３は、こうした銅イミダゾール錯体で形成された皮膜であることが好ましい。

化合物層３の厚さは、０．０５〜０．５μｍの範囲内であることが好ましい。この範囲内の厚さで化合物層３が設けられているので、中心導体１や金属層２の酸化を防止でき、はんだ濡れ性を優れたものとすることができる。さらに、従来のエナメル皮膜に比べ、皮膜厚さを１／１０程度に抑えることができるので、最終的な絶縁電線２０の直径を小さくして断面積を約１５％小さくでき、コイルの小型化に貢献できる。また、化合物層３は、従来のエナメル皮膜のように厚くないので、はんだ付け時の焼けカスが非常に微量であり、はんだ接続部における焼けカスに起因する問題が発生しにくいという利点もある。なお、従来においては、エナメル皮膜がウレタン等の耐熱温度の低いものはそのままはんだ付けが可能であるが、その際にはんだカスが発生し、はんだ異物として付着し、接続不良を発生させる可能性があった。また、ポリイミド等の耐熱温度の高いものについては、はんだ付けする前に薬品や機械加工によりエナメル皮膜を除去してからはんだ付けする必要があり、加工工数が大幅に掛かってしまっていた。化合物層３は、こうした薄い厚さを有するので、薄い化合物層３で被覆された化合物層被覆素線１０を撚り合わせた撚り線１１の外周に後述する絶縁層４を被覆してなる絶縁電線２０の外径を小さくすることができる。

化合物層３は、はんだ付け温度で分解する材料で構成されていることが好ましい。このときのはんだ付け温度とは、２００〜４５０℃の範囲内のいずれかの温度である。上記したイミダゾール、アミン有機酸塩は、いずれもはんだ付け温度で分解するので、最終的な端末処理時にはんだ付けでの端末処理を行うことができる。しかも、エナメル皮膜から化合物層３にすることで、上記のように皮膜厚さを小さくすることができ、皮膜の分解に要するエネルギーを少なく抑えられる。そのため、はんだ浸漬時間の短縮が図れ、導体の線細りもなく接合の信頼性向上に繋がる。

化合物層３の形成は、化合物溶液と金属層２とを接触させ、乾燥させることにより行うことができる。接触手段としては、化合物溶液中に「中心導体１＋金属層２」からなる素線を浸漬させてもよいし、その素線に化合物溶液を塗布又は吹き付ける等してもよい。乾燥は、化合物溶液を構成する溶媒（例えば水又は有機溶媒等）を除去するために行われる。こうした化合物層３の形成工程は、従来のような焼き付け工程が不要となり、工数を下げることができる。また、前記した接触手段を施した後は、乾燥等をして化合物層３を形成することができる。また、塗布等の接触手段を行いながら、直ぐ後に撚り合わせ工程を設けることもでき、この場合には、化合物層３の形成と撚り線加工とを連続して行うことができるので、従来のエナメル皮膜と比べて簡易な装置で形成することができ、短時間に極めて効率的に撚り線１１を作製することができる。このため、それを用いた絶縁電線２０を安価に提供することができる。

また、化合物が接触する金属層２は、銅と鉄族元素とで構成された単一層であり、しかも、金属層形成用テープを用いて形成しているので、クラック等のない層となっている。そのため、従来の磁性めっき線のように強磁性層にクラック等が存在しやすいものと比較して、腐食が起こりにくいという利点があり、良好なはんだ付け性を確保することができる。

また、金属層２はクラック等がない均一な単一層であるので、クラック等が存在しやすいために厚い絶縁皮膜（エナメル皮膜）を設けなければならないめっき線とは異なり、化合物層３を薄い厚さにしてもの十分である。なお、薄い化合物層３とすることは、上記のとおり、小型化やはんだ付け性の観点から望ましい。

（撚り線）
撚り線１１は、図２及び図３に示すように、化合物層３で被覆された化合物層被覆素線１０を複数本撚り合わせたものである。撚り合わせとしては、集合撚りや同心撚り等を挙げることができ、撚り線に圧縮加工を施してさらに外径を小さくしてもよい。撚りピッチ等については任意に設定され、特に限定されない。また、化合物層被覆素線１０の本数についても特に限定されず、要求される製品仕様やコイル仕様に応じて任意に設定される。

（絶縁層）
絶縁層４は、図２及び図３に示すように、撚り線１１の外周に被覆され、例えば絶縁性塗布皮膜、絶縁性押出し樹脂又は絶縁性テープ、及びそれらの組み合わせにより形成されていることが好ましい。この絶縁層４は、はんだ付け温度で分解する材料で構成されていてもよく、その場合には、はんだ付けによって端末処理を行うことができる。

絶縁層４の構成材料としては、絶縁電線を構成する各種の樹脂を挙げることができる。例えば、はんだ付け可能な絶縁層を形成できる樹脂としては、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルイミド樹脂等の熱硬化性樹脂を挙げることができる。これらのうち、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂が好ましい。また、はんだ付け性は可能ではないが、ポリフェニルサルファイド（ＰＰＳ）、エチレン−四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、フッ素化樹脂共重合体（ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂：ＰＦＡ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリフェニルサルファイド（ＰＰＳ）、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）等を挙げることもできる。

絶縁層４は、絶縁性塗布皮膜、絶縁性押出し樹脂、絶縁性テープ等であれば、単層であってもよいし積層であってもよい。絶縁層４を積層形態とする場合、前記した同一又は異なる熱硬化性樹脂層を２層以上設けてもよいし、熱硬化性樹脂層上に熱可塑性樹脂層を積層させてもよい。また、熱可塑性樹脂層はテープ巻きと押出しを組み合わせて積層してもよい。

絶縁層４の形成方法として、熱硬化性樹脂材料で絶縁層４を形成する場合の組成物は、熱硬化性樹脂材料のほか、架橋剤や溶剤が含まれる。また、必要に応じて各種の添加剤が含まれる。それらの架橋剤、溶剤及び添加剤は特に限定されない。絶縁層４は、形成用組成物を塗布して形成されたり、テープ巻きして形成されたり、押し出し成形によって形成される。

絶縁層４の厚さは、単層や積層にかかわらず特に限定されないが、通常は、２０μｍ以上であることが好ましい。絶縁層４の厚さが２０μｍ未満では、薄すぎて十分な絶縁性を確保することができないことがある。

（高周波コイル用絶縁電線）
得られた高周波コイル用絶縁電線２０は、モーター、インバータ、非接触給電用等のパワー半導体を使う高周波分野に絶縁電線を用いたコイル（リアクトル、インダクタ、チョークコイル、ノイズフィルター、ＩＨヒータ、電源トランス等）として使用される。この高周波コイル用絶縁電線２０は、安定した高周波特性を示すことができ、低コストで製造可能な細径の高周波コイル用絶縁電線となる。

この高周波コイル用絶縁電線の導電率は、６０％ＩＡＣＳ以上であることが好ましい。導電率は、使用されるコイルの種類によっても異なり、６０％ＩＡＣＳ以上の範囲で所望の導電率になっていることが好ましい。特に、細線径化が容易となり、且つ、良好なシールド特性が得ることができる。さらに、撚り線やリッツ線等を絶縁電線にすることにより、コイルの小型化・高周波化を図ることができる。

［電子部品］
本発明に係る高周波コイル用絶縁電線２０で製造されたコイル部品３０の一例を、図４に示す。このコイル部品３０は、外径の小さい絶縁電線２０を用いるので、コイルの小形化を実現することができるとともに、単位体積当たりの絶縁電線の占有率を高めることができる。

図４（Ａ）は本発明に係る絶縁電線２０をボビン２１に巻き付けたときの断面図であり、（Ｂ）は外径の大きい従来の絶縁電線２２をボビン２１に巻き付けたときの断面図である。図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、同一寸法のボビンに絶縁電線を同じ巻数で巻き付けたとき、本発明に係る絶縁電線２０を巻いたときの巻き厚さａの方が、従来の絶縁電線２２を巻いたときの巻き厚さｂに比べて小さくなる。

以下、実施例と比較例により本発明をさらに詳しく説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。

［実施例１］
直径８．０ｍｍのタフピッチ銅線の外周に、鉄５０質量％を含有する厚さ０．２５ｍｍの銅鉄合金テープを沿わせて包み込み、合わせ部を溶接し、ダイス引きして断面積比で１０％被覆となる金属層２を有する銅鉄合金被覆銅線（直径７．０ｍｍ）の素線を作製した。続く伸線加工では、熱処理と冷間加工とを繰り返して直径０．１ｍｍの素線とし、この素線を２１本準備した。２１本の素線を５０ｍ／分の速度でイミダゾール水溶液中に０．３秒間浸漬させ、水洗後、１３０℃で乾燥させ、厚さ０．１μｍの化合物層３を設けた化合物層被覆素線１０を作製した。この化合物層被覆素線１０をそのままピッチ１８ｍｍで撚り合わせ、直径０．５３ｍｍの撚り線１１を作製した。イミダゾール水溶液として、イミダゾール５質量％、酢酸１０質量％、他添加剤０．５質量％程度を含有させた水溶液を用いた。続いて、撚り線１１の上にＰＥＴテープを３層巻き付けて厚さ８５μｍの絶縁層４を形成した。このようにして、直径約０．７０ｍｍとなる実施例１の絶縁電線２０を作製した。

［実施例２］
鉄１０質量％を含有する厚さ０．２５ｍｍの銅鉄合金テープを用いた他は、実施例１と同様にして、実施例２の絶縁電線２０を作製した。

［実施例３］
ニッケル１０質量％を含有する厚さ０．２５ｍｍの銅ニッケル合金テープを用いた他は、実施例１と同様にして、実施例３の絶縁電線２０を作製した。

［実施例４］
コバルト１０質量％を含有する厚さ１．６５ｍｍの銅コバルト合金テープを用いた他は、実施例１と同様にして、実施例４の絶縁電線２０を作製した。なお、銅コバルト合金被覆銅線は、断面積比で５０％被覆となる金属層２を有するものとなっている。

［実施例５］
実施例４と同じコバルト１０質量％を含有する厚さ１．６５ｍｍの銅コバルト合金テープを用い、断面積比で５０％被覆となる金属層２を有する銅コバルト合金被覆銅線とし、さらに、その銅コバルト合金被覆銅線２１本を１０ｍ／分の速度でイミダゾール水溶液中に１．５秒間浸漬し、水洗、乾燥して、厚さ０．３μｍの化合物層３が設けられた化合物層被覆素線１０を形成した他は、実施例４と同様にして、実施例５の絶縁電線２０を作製した。

［実施例６］
直径８．０ｍｍの銀２質量％を含有する銀入り銅線の外周に、鉄１０質量％を含有する厚さ１．２５ｍｍの銅鉄合金テープを沿わせて包み込み、合わせ部を溶接し、ダイス引きして断面積比で３０％被覆となる金属層２を有する銅鉄合金被覆銅線（直径８．０ｍｍ）の素線を作製した。続く伸線加工以降は、実施例１と同様にして、実施例６の絶縁電線２０を作製した。

［実施例７］
直径８．０ｍｍの無酸素銅線の外周に、鉄１０質量％を含有する厚さ１．２５ｍｍの銅鉄合金テープを沿わせて包み込み、合わせ部を溶接し、ダイス引きして断面積比で３０％被覆となる金属層２を有する銅鉄合金被覆銅線（直径８．０ｍｍ）の素線を作製した。続く伸線加工以降は、実施例１と同様にして、実施例７の絶縁電線２０を作製した。

［比較例１］
直径８．０ｍｍのタフピッチ銅に銅鉄合金テープ等を適用することなくそのままダイス引きして、直径７．０ｍｍのタフピッチ銅素線を作製した。それ以外は、実施例１と同様にして、比較例１の絶縁電線を作製した。

［比較例２］
比較例１と同様に、直径７．０ｍｍのタフピッチ銅素線を作製し、さらに、そのタフピッチ銅素線２１本を５０ｍ／分の速度でイミダゾール水溶液中に０．１秒間浸漬し、水洗、乾燥して、厚さ０．０３μｍの化合物層３が設けられた化合物層被覆素線１０を形成した。それ以外は、比較例１と同様にして、比較例２の絶縁電線を作製した。

［比較例３］
実施例１と同じ鉄５０質量％を含有する厚さ０．２５ｍｍの銅鉄合金テープを用い、断面積比で１０％被覆となる金属層２を有する銅鉄合金被覆銅線とし、さらに、その銅鉄合金被覆銅線２１本を５０ｍ／分の速度でイミダゾール水溶液中に０．１秒間浸漬し、水洗、乾燥して、厚さ０．０３μｍの化合物層３が設けられた化合物層被覆素線１０を形成した。それ以外は、実施例１と同様にして、比較例３の絶縁電線を作製した。

［高周波交流抵抗の評価］
実施例１〜７及び比較例１〜３で作製した絶縁電線を用い、直径１２ｍｍのボビンに８ターン巻付けてコイル形状とし、アジレント・テクノロジー社製のＨＰ４２８４ＡプレシジョンＬＣＲメーターにて、５００ｋＨｚにおける当該コイルのＱ値を評価した。

結果を表１に示す。表１の結果より、実施例１〜７の絶縁電線２０は、比較例１に比べて高いＱ値を示しており、高周波領域における交流抵抗の上昇が抑えられる絶縁電線として使用できることを確認した。

１ 中心導体
２ 金属層
３ 化合物層
４ 絶縁層
５ 絶縁層
１０ 化合物層被覆素線
１１ 撚り線
２０ 高周波コイル用絶縁電線
２１ ボビン
２２ 外径の大きい従来の絶縁電線
３０ コイル部品

Claims (8)

1. 中心導体と、前記中心導体の外周に設けられ、銅及び鉄族元素で構成された金属層と、前記金属層の外周に設けられ、前記金属層の構成金属と錯体を形成してなる化合物層とで構成された化合物層被覆素線を複数本撚り合わせた撚り線、及び、前記撚り線の外周に設けられた絶縁層、を有する、ことを特徴とする高周波コイル用絶縁電線。
2. 前記化合物層が、はんだ付け温度で分解する材料で構成されている、請求項１に記載の高周波コイル用絶縁電線。
3. 前記化合物層が、前記金属層を構成する銅と錯体を形成してなる銅イミダゾール化合物層である、請求項１又は２に記載の高周波コイル用絶縁電線。
4. 前記化合物層の厚さが、０．０５〜０．５μｍの範囲内である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の高周波コイル用絶縁電線。
5. 前記絶縁層が、絶縁性塗布皮膜、絶縁性押出し樹脂、絶縁性テープ、及びそれらの組み合わせから選ばれる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の高周波コイル用絶縁電線。
6. 前記中心導体が、タフピッチ銅、無酸素銅、銀入り銅、錫入り銅、銅クラッドアルミニウム、アルミニウム及びアルミニウム合金から選ばれる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の高周波コイル用絶縁電線。
7. 前記金属層が、銅鉄合金、銅ニッケル合金及び銅コバルト合金から選ばれる、請求項１〜６のいずれか１項に記載の高周波コイル用絶縁電線。
8. 前記金属層に含まれる鉄、ニッケル及びコバルトから選ばれる１又は２以上の鉄族元素の含有率が、５〜５０質量％の範囲内である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の高周波コイル用絶縁電線。