JP2021114385A - 磁性体被覆導線および磁性体被覆導線の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)磁性体3が均等な厚みで形成されているため磁性特性が均質で安定している。
(2)磁性体3の厚みは絶縁層4の加圧によっても保持されているため、磁性体3の初期の剛性や弾性は特に重要でない。つまり、バインダに対する磁性粉の比率を上げ、比透磁率を高めることができる。
(3)磁性体3が絶縁層4で加圧されているため、多少の曲げによる磁性体3のたわみや割れが生じにくい。
(4)絶縁層4が一部重複しながら巻回されているため、曲げにより磁性体3が露出することが無く、絶縁性に優れる。
(5)絶縁層4の絶縁性が高いため、磁性粉3bの密度や球径を大きくしても隣接導線とのショートが起きにくい。
特に(3)、(4)、(5)の特徴は本実施の形態の磁性体被覆導線1を巻回してコイルやトランスを作製する場合に非常に重要である。
図5に磁性体被覆導線とコイルの構造を示す。同図中(b)は比較例(以下、COW)の導線の断面図、同図(c)は本実施例の磁性体被覆導線(以下、MCW)の断面図である。比較例(COW)と本実施例(MCW)はともに巻数N=9で予め2.2mmピッチの溝が切られたテフロン(登録商標)製のコイルボビン(同図(a))に巻回されている。比較例(COW)は直径1.45mmの銅製の導線の外周に厚さ18μmの絶縁層のみが設けられている。
次に、磁性体3を巻くことによって磁束の流れを誘導し交流銅損を低減していることを確認するためにシミュレーション解析を行った。解析にはANSYS Maxwell Ver.18を用いた。解析に用いたモデルは図5(a)の単線コイルの断面図と同じ構成のものを用いた。表1に当コイルの解析条件を示した。
実際に比較例(COW)と本実施例(MCW)のコイルを試作し、交流抵抗の低減効果を評価した。測定時の電流値は20mAであった。図10(a)〜(c)は、試作した比較例(COW)の導線および本実施例(MCW)の磁性体被覆導線を用いたコイルの交流特性を、インピーダンスアナライザ(Agilent,4294A)にて測定した結果(measured)である。併せて前記シミュレーションによる解析結果(calculated)も重ね書きしている。
磁性体3がコイルの発熱に与える影響を確認するために、コイルの温度上昇−時間特性および熱飽和時の抵抗を実測した。測定には周波数特性分析機器(NF,FRA5097)を用いた。実測においては、バイポーラ方式電力増幅器(NF,HSA4014)の最大電流である4Aの電流を流した。測定時の室温は24°Cであった。
2 導線
3 磁性体
3a バインダ
3b 磁性粉
3c 接着層
30 合成磁性テープ
4 絶縁体
Claims (12)
- 導線の表面に、バインダと磁性粉を含むテープまたはシート状の磁性体が被覆され、
前記磁性体の表面に、テープ状の絶縁体が、その幅よりも狭いピッチでらせん状に巻回して設けられた、磁性体被覆導線。 - 前記磁性体は熱硬化性を有し、前記絶縁体は熱収縮性を有することを特徴とする、請求項1に記載の磁性体被覆導線。
- 前記磁性体は前記絶縁性体の幅より狭い幅のテープ状の磁性体がらせん状に巻回して設けられたことを特徴とする、請求項1または請求項2のいずれかに記載の磁性体被覆導線。
- 前記磁性体の比透磁率は9〜30であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の磁性体被覆導線。
- 前記磁性粉の直径は最大径で前記磁性体の厚さの0.05〜1.0倍であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の磁性体被覆導線。
- 前記バインダは熱硬化性のシリコーン樹脂またはゴムを含み、前記絶縁性体はポリエチレンテレフタレート樹脂を含むことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の磁性体被覆導線。
- 導線と、バインダおよび磁性粉を含むテープまたはシート状の磁性体と、テープ状の絶縁体とを用意するプロセスと、
前記磁性体で前記導線を被覆するプロセスと、
前記磁性体による被覆と併せて、前記絶縁体を、その幅よりも狭いピッチでらせん状に巻回するプロセスと、
加熱処理を行うプロセスと、を含む磁性体被覆導線の製造方法。 - 前記磁性体は熱硬化性を有し、前記絶縁体は熱収縮性を有することを特徴とする、請求項7に記載の磁性体被覆導線。
- 前記導線を被覆するプロセスは、前記導線に対してテープ状の磁性体をらせん状に巻回することを特徴とする請求項7または請求項8のいずれかに記載の磁性体被覆導線の製造方法。
- 前記磁性体は前記絶縁体と予め貼り合わされた後、前記導線に対してらせん状に巻回することを特徴とする請求項9に記載の磁性体被覆導線の製造方法。
- 前記導線を被覆するプロセスは、前記導線に対して前記テープ状の磁性体を平行に巻き包むことを特徴とする請求項7または請求項8のいずれかに記載の磁性体被覆導線の製造方法。
- 前記加熱プロセスは、前記磁性体を厚みが維持できる程度に固化されるまで加熱するプロセスと、前記導線に前記絶縁体が巻回された後に前記前記絶縁体とともに加熱するプロセスに分けられることを特徴とする請求項7から請求項11のいずれか一項に記載の磁性体被覆導線の製造方法。
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