JP2023045102A - 導電線および導電線の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、炭素を主成分とする導体部を備える導電線、および、その導電線の製造方法に関するものである。
従来、炭素を主成分とする導体としてカーボンナノチューブを用いた導電線が提案されている。以下の説明では、カーボンナノチューブをCNTと表記する。
特許文献1に記載の導電線は、帯状に形成されたシート状の被覆部材の表面の一部に、CNTにより形成された導電体を付着させたものを、その被覆部材の長手方向に直交する方向またはそれ以外の方向に巻くか又は折り畳むことで構成されたものである。言い換えれば、この導電線は、シート状の導電体のうち厚み方向の一方の面の全部に被覆部材が配置されたものを、導電体と被覆部材とを一緒に巻くか又は折り畳むことで構成されたものである。特許文献1には、この導電線は、被覆部材が形状を維持し、導電体が電気を導くことが記載されている。
しかしながら、特許文献1に記載の導電線は、導電体のうち厚み方向の一方の面に必ず被覆部材が配置される構成となっている。そのため、この導電線は、軸に垂直な断面視において、被覆部材の占める面積の割合が増加し、導体部の占める面積の割合が減少する傾向にある。したがって、この導電線は、被覆部材を絶縁体で構成した場合、電気抵抗が大きくなるといった問題がある。
本発明は上記点に鑑みて、簡素な構成により電気抵抗を小さくすることの可能な導電線、および、導電線の製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1に係る発明による導電線は、導体部(3)と絶縁部(4)を備える。導体部は、炭素を主成分とするシート状の導体シート(2)における所定の部位(2a)のうち厚み方向を向く一方の面(2b)と他方の面(2c)に対して導体シートにおける別の部位(2d、2e)のうち厚み方向を向く面が接するように巻かれるか又は折り畳まれた状態で線状又は棒状に形成されたものである。絶縁部は、絶縁シート(4)により導体部の外側を覆うように巻かれるか又は折り畳まれたものである。
これによれば、導電線は、導体シートのみが厚み方向の両面に接触しつつ巻かれるか又は折り畳まれて形成された導体部の外側を絶縁部が覆う構成である。そのため、導電線は、軸に垂直な断面視において、絶縁部の占める面積の割合に対して導体部の占める面積の割合を増加することが可能である。したがって、この導電線は、導体部の断面積の増加により、電気抵抗を小さくすることができる。
請求項9に係る発明は、導電線の製造方法であり、次の工程を備える。炭素を主成分とするシート状の導体シート(2)を用意する工程(S10)。絶縁シート(4)において厚み方向を向く面の面積が、導体シートにおいて厚み方向を向く面の面積よりも小さい絶縁シートを用意する工程(S20)。導体シートの一部に絶縁シートを設ける工程(S30)。導体シートのうち絶縁シートが設けられていない部位から導体シートのうち絶縁シートが設けられている部位に向かって、導体シートと絶縁シートを巻くか又は折り畳むことで、線状又は棒状の導体部(3)とその導体部の外側を覆う絶縁部(5)とを形成する工程(S40)。
これによれば、この製造方法により製造された導電線は、導体シートのみが厚み方向の両面に接触しつつ巻かれるか又は折り畳まれて形成された導体部の外側を絶縁部が覆う構成となる。そのため、この製造方法により、導電線は、軸に垂直な断面視において、絶縁部の占める面積の割合に対して導体部の占める面積の割合を増加することが可能である。したがって、この製造方法により、電気抵抗の小さい導電線を製造することができる。
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。
(第1実施形態)
第1実施形態について図1~図4を参照して説明する。図1は、導体シート2と絶縁シート4を巻く前の状態を示し、図2および図3は、導体シート2と絶縁シート4を巻いて完成した状態の導電線1を示している。
第1実施形態について図1~図4を参照して説明する。図1は、導体シート2と絶縁シート4を巻く前の状態を示し、図2および図3は、導体シート2と絶縁シート4を巻いて完成した状態の導電線1を示している。
図1では、導体シート2および絶縁シート4における長手方向、厚み方向、幅方向を三次元座標で示している。導体シート2と絶縁シート4はいずれも、長手方向の長さが、幅方向の長さよりも長く形成されている。
なお、図3は、導電線1の軸に垂直な断面を示すものであるが、各構成をわかり易く示すため、絶縁部5にハッチングを付し、導体部3にはハッチングを付していない。このことは、後述する各実施形態で参照する導電線1の断面図でも同じである。
図1~図3に示すように、第1実施形態の導電線1は、シート状の導体シート2を巻くことで形成された導体部3と、その導体部3の外側を絶縁シート4で覆うように巻くことで形成された絶縁部5とを備えている。
図1に示す導体シート2は、炭素を主成分とする構成であり、第1実施形態では、CNTで構成されている。導体シート2を構成するCNTは、例えば配向度が長手方向に比較的高く、バインダや分散材を含有せず、それ自体が粘着性を有しないものが用いられる。このような導体シート2は、例えば、特表2011-502925号公報に記載されているように、クロロスルフォン酸を分散剤としたCNT分散液を用いてCNTテープを形成することによって構成される。或いは、導体シート2は、基板上に垂直に合成されたCNTアレイからCNTウェブを引き出したCNTシートによって構成してもよい。
図1に示す絶縁シート4は、絶縁樹脂などにより構成されている。絶縁シート4は、その厚み方向を向く面の面積が、導体シート2において厚み方向を向く面の面積よりも小さいものが用いられる。絶縁シート4は、導体シート2の一部に設けられる。第1実施形態では、絶縁シート4は、導体シート2において厚み方向を向く面のうち幅方向の一方側の部位に、導体シート2の厚み方向に重ねて設けられている。絶縁シート4と導体シート2とは、図示しない接着剤または粘着剤により固定してもよい。
図2および図3に示す導電線1は、図1に示した状態の導体シート2と絶縁シート4を巻くか又は折り畳むことで形成される。具体的には、導電線1は、図1に示した導体シート2のうち絶縁シート4が設けられていない部位から導体シート2のうち絶縁シート4が設けられている部位に向かって、導体シート2と絶縁シート4を巻くか又は折り畳むことで形成される。第1実施形態では、図1の矢印Rに示すように、導電線1は、導体シート2の長手方向に直交する方向に沿って、まず、導体シート2のみを巻いてゆき、続いて、絶縁シート4と導体シート2が重なっている部位では、絶縁シート4と導体シート2を一緒に巻く。
図2および図3に示すように、導電線1において、導体シート2のみが巻かれて線状又は棒状に形成された部位を導体部3と呼ぶ。また、導電線1において、絶縁シート4が導体部3の外側を覆うようにして巻かれて形成された部位を絶縁部5と呼ぶ。すなわち、導電線1は、導体部3と絶縁部5とを備えている。
図3に示すように、導体部3は、導体シート2のみが渦巻き状に巻かれて形成されている。詳細には、導体部3は、導体シート2における所定の部位2aのうち厚み方向を向く一方の面2bと他方の面2cに対して導体シート2における別の部位2d、2eのうち厚み方向を向く面が接するように巻かれている。すなわち、導体部3は、導体シート2が厚み方向に3重以上巻かれたものである。
また、図2および図3に示すように、絶縁部5は、導電線1の外周を周方向に1周以上覆っている。なお、絶縁部5のうち絶縁シート4同士が厚み方向に接するか又は重なり合う部位を、図示しない接着剤または粘着剤により固定し、導体部3と絶縁部5とが巻き戻らないようにしてもよい。
次に、導電線1の製造工程について説明する。
図4に示すように、まず、工程S10では、導体シート2を用意する。上述したように、導体シート2は、CNTシートによって構成されるものである。
次に、工程S20では、絶縁シート4を用意する。
続いて、工程S30では、導体シート2において厚み方向を向く面のうち幅方向の一方側の部位に、絶縁シート4を導体シート2の厚み方向に重ねて設ける。
次に、工程S40では、導体シート2のうち絶縁シート4が設けられていない部位から導体シート2のうち絶縁シート4が設けられている部位に向かって導体シート2を巻いてゆく。そして、導体シート2と絶縁シート4が重なっている部位では導体シート2と絶縁シート4を一緒に巻く。なお、巻き終わりにおいて、絶縁部5のうち絶縁シート4同士が厚み方向に接するか又は重なり合う部位を、接着剤または粘着剤により固定してもよい。
これにより、導電線1が完成する。このように製造された導電線1は、導体シート2のみが厚み方向の両面に接触しつつ巻かれて形成された導体部3の外側を絶縁部5が覆う構成となる。そのため、この製造方法により、導電線1は、軸に垂直な断面視において、絶縁部5の占める面積の割合に対して導体部3の占める面積の割合を増加することが可能である。したがって、この製造方法により、電気抵抗の小さい導電線1を製造することができる。
上述した第1実施形態の導電線1と比較するため、比較例の導電線10について図5~図7を参照して説明する。
図5は、導体シート2と絶縁シート4を巻く前の状態を示し、図6および図7は、導体シート2と絶縁シート4を巻いて完成した状態の導電線10を示している。図5~図7に示すように、比較例の導電線10も、シート状の導体シート2を巻くことで形成された導体部3と、絶縁シート4を巻くことで形成された絶縁部5とを備えている。
導体シート2と絶縁シート4の材質は、第1実施形態で説明したものと同一である。但し、比較例では、図5に示すように、導体シート2の厚み方向を向く面の全体に、絶縁シート4が導体シート2の厚み方向に重ねて設けられている。そして、図5の矢印Rに示すように、導電線1は、長手方向に直交する方向に沿って導体シート2と絶縁シート4とが一緒に巻かれて形成される。
図7に示すように、導電線10は、軸方向に垂直な断面視において、導体シート2と絶縁シート4とが厚み方向に交互に重なるように渦巻き状に巻かれている。詳細には、導体部3は、導体シート2における所定の部位のうち厚み方向を向く一方の面と他方の面に対して絶縁シート4のうち厚み方向を向く面が接するように巻かれている。
上述した構成の比較例の導電線10は、第1実施形態の導電線1と比べて、導体部3の充填率が低下したものとなる。すなわち、比較例の導電線10は、軸に垂直な断面視において、第1実施形態の導電線1と比べて、絶縁部5の占める面積の割合が大きくなり、導体部3の占める面積の割合が小さいものとなる。具体的には、例えば、巻く前の状態の導体シート2の幅を10mm、導体シート2の厚みを0.02mm、絶縁シート4の厚みを0.02mmと仮定した場合、比較例の導電線10は、第1実施形態の導電線1と比べて、導体部3の断面積が40%低減したものとなる。したがって、比較例の導電線10は、第1実施形態の導電線1と比べて、電気抵抗が大きいものとなる。
以上説明した比較例の導電線10に対して、第1実施形態の導電線1は、次の作用効果を奏するものである。
(1)第1実施形態の導電線1において、導体部3は、導体シート2における所定の部位のうち厚み方向を向く一方の面と他方の面に対して導体シート2における別の部位のうち厚み方向を向く面が接するように巻かれたものである。絶縁部5は、絶縁シート4により導体部3の外側を覆うように巻かれたものである。
これによれば、導電線1は、導体シート2のみが厚み方向の両面に接触しつつ巻かれて形成された導体部3の外側を絶縁部5が覆う構成である。そのため、導電線1は、軸に垂直な断面視において、絶縁部5の占める面積の割合に対して導体部3の占める面積の割合を増加することが可能である。したがって、この導電線1は、導体部3の断面積の増加により、電気抵抗を小さくすることができる。
(1)第1実施形態の導電線1において、導体部3は、導体シート2における所定の部位のうち厚み方向を向く一方の面と他方の面に対して導体シート2における別の部位のうち厚み方向を向く面が接するように巻かれたものである。絶縁部5は、絶縁シート4により導体部3の外側を覆うように巻かれたものである。
これによれば、導電線1は、導体シート2のみが厚み方向の両面に接触しつつ巻かれて形成された導体部3の外側を絶縁部5が覆う構成である。そのため、導電線1は、軸に垂直な断面視において、絶縁部5の占める面積の割合に対して導体部3の占める面積の割合を増加することが可能である。したがって、この導電線1は、導体部3の断面積の増加により、電気抵抗を小さくすることができる。
(2)第1実施形態の導電線1において、導体部3は、導体シート2の長手方向に直交する方向に沿って導体シート2のみが巻かれた状態で線状又は棒状に形成されたものである。
これによれば、導体シート2がCNTを主成分とするものである場合、一般に、導体シート2は長手方向におけるCNTの配向率が高いものとなる。その場合、導体シート2の長手方向に直交する方向に沿って導体シート2を巻くか又は折り畳んで導体部3を形成すれば、導電線1の軸の延びる方向にCNTの配向率が高くなるので、導電線1の電気抵抗をより小さくできる。
これによれば、導体シート2がCNTを主成分とするものである場合、一般に、導体シート2は長手方向におけるCNTの配向率が高いものとなる。その場合、導体シート2の長手方向に直交する方向に沿って導体シート2を巻くか又は折り畳んで導体部3を形成すれば、導電線1の軸の延びる方向にCNTの配向率が高くなるので、導電線1の電気抵抗をより小さくできる。
なお、本明細書において、「導体シート2の長手方向に直交する方向に沿って」とは、導体シート2の長手方向に直交する方向に加えて、導体シート2の長手方向に直交する方向に対して僅かにずれた方向(例えば±10°程度ずれた方向)も含んでいる。
(3)第1実施形態の導電線1の製造方法は、導体シート2を用意する工程S10、導体シート2よりも面積の小さい絶縁シート4を用意する工程S20、導体シート2の一部に絶縁シート4を設ける工程S30、導体シート2と絶縁シート4を巻く工程S40を含んでいる。
これによれば、この製造方法により製造された導電線1は、導体シート2のみが厚み方向の両面に接触しつつ巻かれて形成された導体部3の外側を、絶縁部5が覆う構成となる。そのため、この製造方法により、導電線1は、軸に垂直な断面視において、絶縁部5の占める面積の割合に対して導体部3の占める面積の割合を増加することが可能である。したがって、この製造方法により、電気抵抗の小さい導電線1を製造することができる。
これによれば、この製造方法により製造された導電線1は、導体シート2のみが厚み方向の両面に接触しつつ巻かれて形成された導体部3の外側を、絶縁部5が覆う構成となる。そのため、この製造方法により、導電線1は、軸に垂直な断面視において、絶縁部5の占める面積の割合に対して導体部3の占める面積の割合を増加することが可能である。したがって、この製造方法により、電気抵抗の小さい導電線1を製造することができる。
(第2実施形態)
第2実施形態について図8および図9を参照して説明する。図8は、導体シート2と絶縁シート4a、4bを巻く前の状態を示し、図9は、完成した状態の導電線1において軸に垂直な断面を示している。第2実施形態の導電線1も、導体シート2を巻くことで形成された導体部3と、その導体部3の外側を絶縁シート4a、4bで覆うように巻くことで形成された絶縁部5とを備えている。
第2実施形態について図8および図9を参照して説明する。図8は、導体シート2と絶縁シート4a、4bを巻く前の状態を示し、図9は、完成した状態の導電線1において軸に垂直な断面を示している。第2実施形態の導電線1も、導体シート2を巻くことで形成された導体部3と、その導体部3の外側を絶縁シート4a、4bで覆うように巻くことで形成された絶縁部5とを備えている。
図8に示すように、第2実施形態では、絶縁シート4a、4bは、導体シート2において厚み方向を向く面のうち幅方向の一方側の部位と、長手方向の一方側の部位に、導体シート2の厚み方向に重ねて設けられている。そして、図8の矢印Rおよび破線矢印に示すように、導電線1は、長手方向に直交する方向以外の方向に沿って導体シート2と絶縁シート4a、4bが巻かれて形成される。絶縁シート4bを設けることで、長手方向に直交する方向以外の方向に沿って巻いても、導電部3の外側を絶縁シートで漏れなく覆うことができる。
図9に示すように、第2実施形態の導電線1の断面形状も、第1実施形態で説明した導電線1の断面形状とほぼ同一のものとなる。
以上説明した第2実施形態の導電線1も、第1実施形態の導電線1と同様の作用効果を奏する。
(第3実施形態)
第3実施形態について図10および図11を参照して説明する。図10は、導体シート2と絶縁シート4を折り畳む前の状態を示し、図11は、完成した状態の導電線1において軸に垂直な断面を示している。第3実施形態の導電線1は、導体シート2を折り畳むことで形成された導体部3と、その導体部3の外側を絶縁シート4で覆うように折り畳むことで形成された絶縁部5とを備えている。
第3実施形態について図10および図11を参照して説明する。図10は、導体シート2と絶縁シート4を折り畳む前の状態を示し、図11は、完成した状態の導電線1において軸に垂直な断面を示している。第3実施形態の導電線1は、導体シート2を折り畳むことで形成された導体部3と、その導体部3の外側を絶縁シート4で覆うように折り畳むことで形成された絶縁部5とを備えている。
図10に示すように、第3実施形態では、絶縁シート4は、導体シート2において厚み方向を向く面のうち幅方向の一方側の部位に、導体シート2の厚み方向に重ねて設けられている。そして、図10の矢印Fに示すように、導電線1は、長手方向に直交する方向に沿って導体シート2と絶縁シート4が折り畳まれて形成される。具体的には、導体シート2のうち絶縁シート4とは反対側の端部から、長手方向に直交する方向に所定の距離離れた位置で折り畳まれ、続いて、そこから長手方向に直交する方向に所定の距離離れた位置で折り畳まれるといった作業が繰り返される。
図11に示すように、第3実施形態の導電線1の断面形状は、外側に凸状の2つの半円と、その2つの半円同士を接続する平行線により形成される角丸長方形となる。なお、第3実施形態の導電線1の断面形状は、角を丸くした長方形としてもよい。
以上説明した第3実施形態の導電線1も、第1実施形態の導電線1と同様の作用効果を奏する。さらに、第3実施形態の導電線1は、軸に垂直な断面形状が角丸長方形、または、角を丸くした長方形となるので、例えばコイルの巻線として使用する場合、占積率を向上することが可能である。
(第4実施形態)
第4実施形態について図12~図14を参照して説明する。図12は、導体シート2と絶縁シート4を巻く前の状態を示し、図13は、完成した状態の導電線1において軸に垂直な断面を示している。第4実施形態の導電線1は、導体部3と絶縁部5に加えて、導体部3の中心部に設けられる芯材6を備えている。芯材6は、棒状の部材である。芯材6として、例えば、金、銀、銅、アルミ、鉄、チタンなどの金属ワイヤ、または、熱可塑性樹脂部材などが用いられる。
第4実施形態について図12~図14を参照して説明する。図12は、導体シート2と絶縁シート4を巻く前の状態を示し、図13は、完成した状態の導電線1において軸に垂直な断面を示している。第4実施形態の導電線1は、導体部3と絶縁部5に加えて、導体部3の中心部に設けられる芯材6を備えている。芯材6は、棒状の部材である。芯材6として、例えば、金、銀、銅、アルミ、鉄、チタンなどの金属ワイヤ、または、熱可塑性樹脂部材などが用いられる。
図12に示すように、第4実施形態では、導体シート2と絶縁シート4が巻かれる前の状態において、絶縁シート4は、導体シート2において厚み方向を向く面のうち幅方向の一方側の部位に、導体シート2の厚み方向に重ねて設けられている。芯材6は、導体シート2のうち絶縁シート4とは反対側の部位に配置される。また、芯材6は、導体シート2の長手方向に沿って延びるように配置される。
図12の矢印Rに示すように、導電線1は、長手方向に直交する方向に沿って導体シート2と絶縁シート4が巻かれて形成される。その際、芯材6を中心として導体シート2を巻いてゆき、続いて、絶縁シート4と導体シート2が重なっている部位では、絶縁シート4と導体シート2を一緒に巻く。
図11に示すように、第4実施形態の導電線1は、中心部に芯材6を備えた構成となる。
次に、第4実施形態の導電線1の製造工程について説明する。
図14に示すように、工程S10~工程S30は、第1実施形態で説明した工程S10~工程S30と同一である。すなわち、工程S10では、導体シート2を用意する。工程S20では、絶縁シート4を用意する。工程S30では、導体シート2において厚み方向を向く面のうち幅方向の一方側の部位に、絶縁シート4を導体シート2の厚み方向に重ねて設ける。
続いて、工程S35では、導体シート2のうち絶縁シート4とは反対側の部位に芯材6を配置する。芯材6は、長手方向に沿って延びるように配置する。
次に、工程S40では、芯材6を中心として導体シート2を巻いてゆき、続いて、絶縁シート4と導体シート2が重なっている部位では、絶縁シート4と導体シート2を一緒に巻く。なお、巻き終わりにおいて、絶縁部5のうち絶縁シート4同士が厚み方向に接するか又は重なり合う部位を、接着剤または粘着剤により固定してもよい。
これにより、導電線1が完成する。このように製造された導電線1は、中心部に芯材6が配置された構成となる。なお、芯材6の外側は、第1実施形態等と同じく、導体シート2のみが厚み方向の両面に接触しつつ巻かれて形成された導体部3の外側を絶縁部5が覆う構成となる。
以上説明した第4実施形態の導電線1も、第1実施形態の導電線1と同様の作用効果を奏する。さらに、第4実施形態の導電線1は、導体部3の中心部に芯材6を配置したことで、製造工程において、芯材6を中心として導体シート2を巻く作業を容易に行うことができる。
また、第4実施形態では、導体部3の中心部に配置される芯材6を、金、銀、銅、アルミ、鉄、チタンなどの金属ワイヤとすることが例示される。
これによれば、完成した導電線1の曲げ強度を高めることが可能である。さらに、金属ワイヤは導電性を有し、且つ、任意の形状に塑性変形させやすい性質を有するので、導電線1の電気抵抗の低下を抑えると共に、導電線1の成形性を向上できる。したがって、導電線1は、例えばコイルなどの用途に適するものとなる。
これによれば、完成した導電線1の曲げ強度を高めることが可能である。さらに、金属ワイヤは導電性を有し、且つ、任意の形状に塑性変形させやすい性質を有するので、導電線1の電気抵抗の低下を抑えると共に、導電線1の成形性を向上できる。したがって、導電線1は、例えばコイルなどの用途に適するものとなる。
さらに、第4実施形態では、導体部3の中心部に配置される芯材6を、熱可塑性樹脂部材とすることが例示される。
これによれば、熱可塑性樹脂部材は加熱することで任意の形状に成形可能な性質を有するので、導電線1の成形性を向上できる。したがって、導電線1は、例えばコイルなどの用途に適するものとなる。
これによれば、熱可塑性樹脂部材は加熱することで任意の形状に成形可能な性質を有するので、導電線1の成形性を向上できる。したがって、導電線1は、例えばコイルなどの用途に適するものとなる。
(第5実施形態)
第5実施形態について図15および図16を参照して説明する。図15は、完成した状態の導電線1において軸に垂直な断面を示している。第5実施形態の導電線1は、導体部3の中心部に中空の領域7を有している。
第5実施形態について図15および図16を参照して説明する。図15は、完成した状態の導電線1において軸に垂直な断面を示している。第5実施形態の導電線1は、導体部3の中心部に中空の領域7を有している。
第5実施形態の導電線1の製造工程について説明する。
図16に示すように、工程S10~工程S40は、第4実施形態で説明した工程S10~工程S40と同一である。すなわち、工程S10では、導体シート2を用意する。工程S20では、絶縁シート4を用意する。工程S30では、導体シート2において厚み方向を向く面のうち幅方向の一方側の部位に、絶縁シート4を導体シート2の厚み方向に重ねて設ける。工程S35では、導体シート2のうち絶縁シート4とは反対側の部位に芯材6を配置する。工程S40では、芯材6を中心として導体シート2を巻いてゆき、絶縁シート4と導体シート2が重なっている部位では、絶縁シート4と導体シート2を一緒に巻く。
続いて、工程S50では、導体部3の中心部に配置された芯材6を抜くことで、導体部3の中心部に中空の領域7を形成する。これにより、導体部3の中心部に中空の領域7を有する導電線1が完成する。
以上説明した第5実施形態の導電線1も、第1実施形態の導電線1と同様の作用効果を奏する。さらに、第5実施形態の導電線1は、導体部3の中心部に中空の領域7を有しているので、導電線1を容易に曲げることが可能となる。したがって、導電線1は、例えばコイルなどの用途に適するものとなる。
(第6実施形態)
第6実施形態について図17および図18を参照して説明する。図17は、導体シート2と絶縁シート4を巻く前の状態を示し、図18は、完成した状態の導電線1の斜視図を示している。第6実施形態の導電線1も、導体シート2を巻くことで形成された導体部3と、その導体部3の外側を絶縁シート4で覆うように巻くことで形成された絶縁部5とを備えている。
第6実施形態について図17および図18を参照して説明する。図17は、導体シート2と絶縁シート4を巻く前の状態を示し、図18は、完成した状態の導電線1の斜視図を示している。第6実施形態の導電線1も、導体シート2を巻くことで形成された導体部3と、その導体部3の外側を絶縁シート4で覆うように巻くことで形成された絶縁部5とを備えている。
図17に示すように、第6実施形態では、絶縁シート4における長手方向の長さは、導体シート2における長手方向の長さよりも短い。そのため、絶縁シート4は、導体シート2のうち長手方向の端部2fを除くように配置されている。そして、図17の矢印Rに示すように、導電線1は、長手方向に直交する方向に沿って導体シート2と絶縁シート4が巻かれて形成される。これにより、図18に示すように、導電線1は、長手方向の端部において、絶縁部5から導体部3が露出した部位3aを有する構成となる。その絶縁部5から導体部3が露出した部位3aに対し、不図示の端子を接続することが可能である。
以上説明した第6実施形態の導電線1も、第1実施形態の導電線1と同様の作用効果を奏する。さらに、第6実施形態の導電線1は、長手方向の端部に、絶縁部5から導体部3が露出した部位3aを容易に設けることができる。そして、導電線1の長手方向の端部において絶縁部5から導体部3が露出した部位3aに対し、不図示の端子を接続することが可能である。
(第7実施形態)
第7実施形態について図19および図20を参照して説明する。図19は、導体シート2と絶縁シート4を巻く前の状態を示し、図20は、完成した状態の導電線1において軸に垂直な断面を示している。第7実施形態の導電線1も、導体シート2を巻くことで形成された導体部3と、その導体部3の外側を絶縁シート4で覆うように巻くことで形成された絶縁部5とを備えている。
第7実施形態について図19および図20を参照して説明する。図19は、導体シート2と絶縁シート4を巻く前の状態を示し、図20は、完成した状態の導電線1において軸に垂直な断面を示している。第7実施形態の導電線1も、導体シート2を巻くことで形成された導体部3と、その導体部3の外側を絶縁シート4で覆うように巻くことで形成された絶縁部5とを備えている。
図19に示すように、第7実施形態では、絶縁シート4は、導体シート2において厚み方向を向く面のうち幅方向の中央部に、導体シート2の厚み方向に重ねて設けられている。そして、図19の矢印R1、R2に示すように、導電線1は、導体シート2のうち幅方向の両端部からそれぞれ、長手方向に直交する方向に沿って導体シート2のうち幅方向の中央部に向けて巻かれて形成される。
図20に示すように、第7実施形態の導電線1の断面形状は、導体部3は円形を2個並べた形状となり、その外側を絶縁部5が覆う形状となる。
以上説明した第7実施形態の導電線1も、第1実施形態の導電線1と同様の作用効果を奏する。
(第8実施形態)
第8実施形態について図21および図22を参照して説明する。図21は、導体シート2と絶縁シート4を巻く前の状態を示し、図22は、完成した状態の導電線1において軸に垂直な断面を示している。第8実施形態の導電線1も、導体シート2を巻くことで形成された導体部3と、その導体部3の外側を絶縁シート4で覆うように巻くことで形成された絶縁部5とを備えている。
第8実施形態について図21および図22を参照して説明する。図21は、導体シート2と絶縁シート4を巻く前の状態を示し、図22は、完成した状態の導電線1において軸に垂直な断面を示している。第8実施形態の導電線1も、導体シート2を巻くことで形成された導体部3と、その導体部3の外側を絶縁シート4で覆うように巻くことで形成された絶縁部5とを備えている。
図21に示すように、第8実施形態では、絶縁シート4は、導体シート2の幅方向の一方側に並べて設けられている。絶縁シート4と導体シート2は互いに幅方向を向く面同士が接続されている。そして、図21の矢印Rに示すように、導電線1は、導体シート2のうち絶縁シート4とは反対側から、長手方向に直交する方向に沿って巻かれて形成される。
図22に示すように、第8実施形態の導電線1の断面形状は、第1実施形態で説明した導電線1の断面形状とほぼ同一のものとなる。
以上説明した第8実施形態の導電線1も、第1実施形態の導電線1と同様の作用効果を奏する。
(他の実施形態)
(1)上記第1、2、4~8実施形態では、導電線1は導体シート2と絶縁シート4を巻いて形成したが、それに限らず、それらの実施形態の構成においても、第3実施形態で説明したように、導電線1は導体シート2と絶縁シート4を折り畳んで形成してもよい。
(1)上記第1、2、4~8実施形態では、導電線1は導体シート2と絶縁シート4を巻いて形成したが、それに限らず、それらの実施形態の構成においても、第3実施形態で説明したように、導電線1は導体シート2と絶縁シート4を折り畳んで形成してもよい。
(2)上記第3~5実施形態では、導電線1はコイルの巻線として使用することを例示したが、それに限らず、導電線1は例えば電気機器同士を有線接続する配線など、種々の用途に使用してもよい。
(3)上記各実施形態では、導体シート2はCNTで構成したが、それに限らず、例えば粉砕したグラファイトがシート状に成形されると共に配向されたものであってもよい。
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。
1 導電線
2 導体シート
3 導体部
4 絶縁シート
5 絶縁部
2 導体シート
3 導体部
4 絶縁シート
5 絶縁部
Claims (12)
- 導電線において、
炭素を主成分とするシート状の導体シート(2)における所定の部位(2a)のうち厚み方向を向く一方の面(2b)と他方の面(2c)に対して前記導体シートにおける別の部位(2d、2e)のうち厚み方向を向く面が接するように巻かれるか又は折り畳まれた状態で線状又は棒状に形成された導体部(3)と、
前記導体部の外側を絶縁シート(4)で覆うように巻かれるか又は折り畳まれて形成された絶縁部(5)と、を備える導電線。 - 前記導体部は、前記導体シートの長手方向に直交する方向に沿って前記導体シートのみが巻かれるか又は折り畳まれた状態で線状又は棒状に形成されたものである、請求項1に記載の導電線。
- 前記導体部は、前記導体シートの長手方向に直交する方向以外の方向に沿って前記導体シートのみが巻かれるか又は折り畳まれた状態で線状又は棒状に形成されたものである、請求項1に記載の導電線。
- 前記導体部の中心部に芯材(6)としての金属ワイヤをさらに備える、請求項1ないし3のいずれか1つに記載の導電線。
- 前記導体部の中心部に芯材としての熱可塑性樹脂部材をさらに備える、請求項1ないし3のいずれか1つに記載の導電線。
- 前記導体部の中心部に中空の領域(7)を有している、請求項1ないし3のいずれか1つに記載の導電線。
- 前記導体部のうち長手方向の端部が前記絶縁部から露出した構成となっている、請求項1ないし6のいずれか1つに記載の導電線。
- 前記導体部のうち長手方向の端部において前記絶縁部から露出した部位(3a)に接続される端子をさらに備える、請求項7に記載の導電線。
- 導電線の製造方法であって、
炭素を主成分とするシート状の導体シート(2)を用意する工程(S10)と、
絶縁シート(4)において厚み方向を向く面の面積が、前記導体シートにおいて厚み方向を向く面の面積よりも小さい前記絶縁シートを用意する工程(S20)と、
前記導体シートの一部に前記絶縁シートを設ける工程(S30)と、
前記導体シートのうち前記絶縁シートが設けられていない部位から前記導体シートのうち前記絶縁シートが設けられている部位に向かって、前記導体シートと前記絶縁シートを巻くか又は折り畳むことで、線状又は棒状の導体部(3)と前記導体部の外側を覆う絶縁部(5)とを形成する工程(S40)を含む導電線の製造方法。 - 前記導体シートと前記絶縁シートを巻くか又は折り畳む工程の前に、前記導体部の中心部に芯材(6)を配置する工程(S35)をさらに含み、
前記導体シートと前記絶縁シートを巻くか又は折り畳む工程では、前記芯材を中心として前記導体シートを巻くか又は折り畳むことが実施される、請求項9に記載の導電線の製造方法。 - 前記導体シートと前記絶縁シートを巻くか又は折り畳む工程の後に、前記導体部の中心部に配置された前記芯材を抜くことで、前記導体部の中心部に中空の領域(7)を形成する工程をさらに含む、請求項10に記載の導電線の製造方法。
- 前記導体シートの一部に前記絶縁シートを設ける工程では、前記導体シートの長手方向の端部を除くように前記絶縁シートを設けることで、完成した前記導電線のうち長手方向の端部が前記絶縁部から露出した構成とする、請求項9ないし11のいずれか1つに記載の導電線の製造方法。
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JP2021153323A JP2023045102A (ja) | 2021-09-21 | 2021-09-21 | 導電線および導電線の製造方法 |
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- 2021-09-21 JP JP2021153323A patent/JP2023045102A/ja active Pending
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