JP5309595B2 - Motor, reactor using conductive wire as coil, and method for manufacturing said conductive wire - Google Patents
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Description
本発明は、導線をコイルとして用いてなるモータ、導線をコイルとして用いてなるリアクトル、前記導線の製造方法に関する。 The present invention relates to a motor using a conducting wire as a coil, a reactor using a conducting wire as a coil, and a method for manufacturing the conducting wire .
複数の素線を一体化させてなる導線及び該導線をモータのコイル用とするものとしては、下記特許文献1がある。下記特許文献1は集合導体に関する発明で、複数の導体線を無撚り状態で一体化するようにした技術が開示されている。
上記特許文献1に示す発明では、渦電流の発生を抑制すると共に、集合導体における導体占積率を向上させることができるメリットがある。
しかし、導体線を無撚り状態で束ねた構成であることから、一体化させた導体線のばらけを防止する為に結着材を用いる必要があり、製造コストが大きく、製造効率が悪いという問題があった。
The invention disclosed in
However, since it is a configuration in which the conductor wires are bundled in a non-twisted state, it is necessary to use a binder to prevent the integrated conductor wires from being scattered, and the production cost is high and the production efficiency is poor. There was a problem.
そこで本発明は上記従来における問題点を解決し、渦電流による損失を低減でき、放熱性、占積率を向上させることができると共に、製造コストの省コスト化、製造の効率化を実現することができる導線を用いてなるモータ及びリアクトル、前記導線の製造方法の提供を課題とする。 Therefore, the present invention solves the above-mentioned conventional problems, can reduce losses due to eddy currents, can improve heat dissipation and space factor, and can realize manufacturing cost savings and manufacturing efficiency. motor and a reactor made by using a wire that can be an object of the invention to provide a method for producing the conductor.
本発明のモータは、断面が複数の領域で構成されると共に各領域の境界が絶縁層で構成され、且つ導線表面が前記各領域の境界を構成する絶縁層よりも厚肉の絶縁層で構成される導線をコイルとして用いてなるモータであって、前記導線は、断面を構成する各領域が線方向に撚られた状態になされてあると共に、断面を構成する複数の領域が、中央部の断面形状が六角形で、その各辺と接する周囲の断面形状が六角形以外の多角形で構成されていることを第1の特徴としている。 In the motor of the present invention, the cross section is composed of a plurality of regions, the boundaries of each region are composed of an insulating layer, and the surface of the conductive wire is composed of an insulating layer thicker than the insulating layer constituting the boundary of each region The conductive wire is used as a coil, and the conductive wire is formed in a state where each region constituting the cross section is twisted in the linear direction, and a plurality of regions constituting the cross section are formed in the central portion. The first feature is that the cross-sectional shape is a hexagonal shape, and the surrounding cross-sectional shape in contact with each side thereof is a polygon other than a hexagonal shape .
上記本発明の第1の特徴によれば、断面が複数の領域で構成されると共に各領域の境界が絶縁層で構成されてあるので、断面を構成する複数の領域間を絶縁することができる。断面が複数の絶縁領域で分割されることで、断面に生じる渦電流を分割でき、導線の断面に過大な渦電流が生じることを防止することができる。従って渦電流による損失を低減できる。更に導線表面が前記各領域の境界を構成する絶縁層よりも厚肉の絶縁層で構成されてあるので、導線の占積率を向上させることができる。 According to the first feature of the present invention, since the cross section is composed of a plurality of regions and the boundary of each region is composed of an insulating layer, the plurality of regions constituting the cross section can be insulated. . By dividing the cross section by a plurality of insulating regions, eddy currents generated in the cross section can be divided, and excessive eddy currents can be prevented from being generated in the cross section of the conducting wire. Therefore, loss due to eddy current can be reduced. Furthermore, since the surface of the conducting wire is formed of an insulating layer that is thicker than the insulating layer that forms the boundary between the regions, the space factor of the conducting wire can be improved.
よって、このような導線をコイルとして用いることで、渦電流による損失を低減できると共に、占積率を向上させることのできるモータとすることができる。Therefore, by using such a conducting wire as a coil, it is possible to reduce the loss due to eddy current and to make the motor capable of improving the space factor.
また、導線の断面を構成する各領域が線方向に撚られた状態になされてあるので、断面を構成する各領域が線方向に撚られることで各領域が一体化されると共に、ばらけを防止することができる。よって結着材を用いることなく各領域を一体化させることができる。 In addition, since each region constituting the cross section of the conducting wire is twisted in the line direction, each region constituting the cross section is twisted in the line direction so that the respective regions are integrated and scattered. Can be prevented. Therefore, the respective regions can be integrated without using a binder.
また、本発明のリアクトルは、断面が複数の領域で構成されると共に各領域の境界が絶縁層で構成され、且つ導線表面が前記各領域の境界を構成する絶縁層よりも厚肉の絶縁層で構成される導線をコイルとして用いてなるリアクトルであって、前記導線は、断面を構成する各領域が線方向に撚られた状態になされてあると共に、断面を構成する複数の領域が、中央部の断面形状が六角形で、その各辺と接する周囲の断面形状が六角形以外の多角形で構成されていることを第2の特徴としている。 The reactor of the present invention has an insulating layer whose cross section is composed of a plurality of regions, the boundary of each region is composed of an insulating layer, and the conductive wire surface is thicker than the insulating layer constituting the boundary of each region A conductor formed of a coil, wherein each of the regions constituting the cross-section is twisted in the linear direction, and a plurality of regions constituting the cross-section are in the center The second feature is that the cross-sectional shape of the part is hexagonal, and the peripheral cross-sectional shape in contact with each side is a polygon other than the hexagon .
上記本発明の第2の特徴によれば、断面が複数の領域で構成されると共に各領域の境界が絶縁層で構成されてあるので、断面を構成する複数の領域間を絶縁することができる。断面が複数の絶縁領域で分割されることで、断面に生じる渦電流を分割でき、導線の断面に過大な渦電流が生じることを防止することができる。従って渦電流による損失を低減できる。更に導線表面が前記各領域の境界を構成する絶縁層よりも厚肉の絶縁層で構成されてあるので、導線の占積率を向上させることができる。 According to the second feature of the present invention, the cross section is composed of a plurality of regions and the boundary between the regions is composed of an insulating layer, so that a plurality of regions constituting the cross section can be insulated from each other. . By dividing the cross section by a plurality of insulating regions, eddy currents generated in the cross section can be divided, and excessive eddy currents can be prevented from being generated in the cross section of the conducting wire. Therefore, loss due to eddy current can be reduced. Furthermore, since the surface of the conducting wire is formed of an insulating layer that is thicker than the insulating layer that forms the boundary between the regions, the space factor of the conducting wire can be improved.
よって、このような導線をコイルとして用いることで、渦電流による損失を低減できると共に、占積率を向上させることのできるリアクトルとすることができる。Therefore, by using such a conducting wire as a coil, it is possible to reduce the loss due to eddy current and to make the reactor capable of improving the space factor.
また、導線の断面を構成する各領域が線方向に撚られた状態になされてあるので、断面を構成する各領域が線方向に撚られることで各領域が一体化されると共に、ばらけを防止することができる。よって結着材を用いることなく各領域を一体化させることができる。In addition, since each region constituting the cross section of the conducting wire is twisted in the line direction, each region constituting the cross section is twisted in the line direction so that the respective regions are integrated and scattered. Can be prevented. Therefore, the respective regions can be integrated without using a binder.
また本発明の導線の製造方法は、請求項1又は2に記載の導線の製造方法であって、表面が絶縁被覆された複数の素線を線方向に撚って撚線とする撚線工程と、前記撚線工程により撚られた複数の素線の断面形状が、中央部が六角形で、その各辺と接する周囲が六角形以外の多角形で構成される断面形状となるように、撚線の断面を圧縮成形する圧縮成形工程と、導線表面を構成する絶縁層の厚みが素線表面を構成する絶縁層の厚みよりも厚肉なものとなるように、前記圧縮成形工程により圧縮成形された撚線の撚線表面を絶縁被覆する絶縁被覆工程とを有することを第3の特徴としている。
Moreover, the manufacturing method of the conducting wire of this invention is a manufacturing method of the conducting wire of
上記本発明の第3の特徴によれば、表面が絶縁被覆された複数の素線を線方向に撚って撚線とする撚線工程を有する構成としてあることから、複数の素線を効果的に撚線とすることができる。また撚線工程により撚られた複数の素線の断面形状が、中央部が六角形で、その各辺と接する周囲が六角形以外の多角形で構成される断面形状となるように、撚線の断面を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、撚線の断面を、中央部が六角形で、その各辺と接する周囲が六角形以外の多角形で構成される断面形状に効果的に圧縮成形することができる。また導線表面を構成する絶縁層の厚みが素線表面を構成する絶縁層の厚みよりも厚肉なものとなるように、圧縮成形工程により圧縮成形された撚線の撚線表面を絶縁被覆する絶縁被覆工程を有する構成としてあることから、圧縮成形された撚線の撚線表面を、素線表面を構成する絶縁層の厚みよりも厚肉なものとなるように効果的に絶縁被覆することができる。 According to the third feature of the present invention, since the plurality of strands whose surfaces are insulated and coated are twisted in the wire direction to form a stranded wire, the plurality of strands are effective. In particular, it can be a stranded wire. In addition, the cross-sectional shape of the plurality of strands twisted by the stranded wire process is a stranded wire so that the central portion is a hexagonal shape, and the periphery in contact with each side thereof is a polygonal shape other than a hexagonal shape. Therefore, the cross section of the stranded wire has a hexagonal shape at the center and a cross-sectional shape that is formed by a polygon other than the hexagonal shape in contact with each side. It can be effectively compression-molded. In addition, the stranded wire surface of the stranded wire that has been compression-molded by the compression molding process is insulated so that the thickness of the insulating layer that forms the surface of the conductive wire is thicker than the thickness of the insulating layer that forms the surface of the wire. Since the structure has an insulation coating step, the insulation surface of the stranded wire formed by compression molding is effectively insulated so as to be thicker than the thickness of the insulation layer constituting the surface of the strand. Can do.
また、絶縁被覆工程において、導線表面を構成する絶縁層の厚みを素線表面を構成する絶縁層の厚みよりも厚肉なものとすることで、線間電圧に耐えうる導線とすることができる。Further, in the insulation coating step, the thickness of the insulating layer constituting the surface of the conducting wire is made thicker than the thickness of the insulating layer constituting the surface of the strand, whereby a conducting wire that can withstand the line voltage can be obtained. .
また本発明の導線の製造方法は、上記本発明の第3の特徴に加えて、圧縮成形工程における圧縮成形は撚線の断面を矩形若しくは多角形に圧縮成形することを第4の特徴としている。In addition to the third feature of the present invention described above, the method for producing a conducting wire of the present invention has a fourth feature that the compression molding in the compression molding step compresses the cross section of the stranded wire into a rectangle or a polygon. .
上記本発明の第4の特徴によれば、上記第3の特徴による作用効果に加えて、圧縮成形工程における圧縮成形は撚線の断面を矩形若しくは多角形に圧縮成形する構成としてあることから、導線をコイルに使用した場合に、隣接する導線を面接触させることができる。 According to the fourth feature of the present invention, in addition to the operational effects of the third feature, the compression molding in the compression molding step is configured to compress the cross section of the stranded wire into a rectangle or a polygon . When conducting wires are used for coils, adjacent conducting wires can be brought into surface contact.
よって隣接する導線間に空隙を生じさせることがなく、コイルの放熱性、占積率を向上させることができる。 Without causing a gap between adjacent conductors I I, heat radiation of the coils, it is possible to improve the space factor.
本発明のモータ及びリアクトルによれば、渦電流による損失を低減できると共に、占積率を向上させることのできるモータ及びリアクトルとすることができる。
また、渦電流による損失を低減でき、放熱性、占積率を向上させることができると共に、製造コストの省コスト化、製造の効率化を実現することができる導線の製造方法とすることができる。
According to motors and the reactor of the present invention, it is possible to Rutotomoni can reduce the loss due to eddy currents, a motor and a reactor capable of improving the space factor is.
Moreover, it can be set as the manufacturing method of the conducting wire which can reduce the loss by an eddy current, can improve heat dissipation, a space factor, and can realize cost saving of manufacturing cost and efficiency of manufacturing. .
以下の図面を参照して、本発明の実施の形態に係る導線及び導線の製造方法、導線をコイルとして用いたモータ及びリアクトルを説明し、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。 With reference to the following drawings, a conductor and a method for manufacturing the conductor, a motor using the conductor as a coil, and a reactor according to an embodiment of the present invention will be described for understanding of the present invention. However, the following description is an embodiment of the present invention, and does not limit the contents described in the claims.
図1は本発明の実施形態に係る導線の斜視図である。図2は図1の導線の断面図である。図3は導線を構成する撚線を示す図である。図4は成形型内に撚線を配置して加工する状態を説明する図である。図5は図4の変形例を示す図である。図6は導線をコイルとして用いたモータのステータを示す図である。図7は図6の変形例を示す図である。図8は導線をコイルとして用いたリアクトルを示す図である。 FIG. 1 is a perspective view of a conducting wire according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the conducting wire of FIG. FIG. 3 is a diagram showing a stranded wire constituting the conducting wire. FIG. 4 is a diagram for explaining a state in which a stranded wire is disposed in a mold and processed. FIG. 5 is a diagram showing a modification of FIG. FIG. 6 is a view showing a stator of a motor using a conducting wire as a coil. FIG. 7 is a diagram showing a modification of FIG. FIG. 8 is a view showing a reactor using a conducting wire as a coil.
先ず図1を参照して、本発明の第1の実施形態に係る導線1は、絶縁層12で被覆された複数の素線11を撚り線10とし、その断面を所定形状に圧縮成形させた後、表面を絶縁被覆してなり、撚線10と、絶縁層20とで構成されている。
First, with reference to FIG. 1, the conducting
前記撚線10は、図1〜図3に示すように、絶縁層12で被覆された素線11を複数本撚り、その状態で成形型を用いて圧縮成形したものである。このように素線11を複数本撚って撚線10を成形することで、素線11により撚線10の断面が複数の領域で構成されると共に、各領域の境界が絶縁層12で構成された撚線10とすることができる。また結着材を用いることなく複数本の素線11を一体化させることができる。よって製造コストを抑え、製造効率のよい導線1とすることができる。
圧縮成形は撚線10の断面を所定形状に圧縮成形できるものであれば、如何なる方法を用いてもよい。例えば図4に示すように、四角形のダイス孔31を有する成形型30を用いるダイス引き等の引き抜き加工とすることができる。このように引き抜き加工とすることで、撚線10の断面形状が如何なるものであっても、ダイス孔31に撚線10を通過させることで、撚線10の断面をダイス孔31の形状に容易に圧縮成形させることができる。よって製造工程を簡略化でき、製造効率のよい導線1とすることができる。
As shown in FIGS. 1 to 3, the stranded
Any method may be used for the compression molding as long as the cross section of the stranded
また図5に示すように、孔32とローラ33とを用いる孔型圧延とすることができる。このように孔型圧延とすることで、撚線10の断面形状が如何なるものであっても、孔32に撚線10を通過させることで、撚線10の断面を孔32の形状に容易に圧縮成形させることができる。よって製造工程を簡略化でき、製造効率のよい導線1とすることができる。また撚線10を構成する素線11を擦ることがない為、絶縁状態を維持することが可能となる。また巻き線の組成変形、導体の占積率を向上させることができる。
なお圧縮成形後の撚線10の断面形状は、矩形若しくは多角形とすることが望ましい。このように撚線10の断面形状を矩形若しくは多角形とすることで、導線1をコイルとして用いた場合に隣接する導線1を面接触させることができる。よって隣接する導線1間に空隙を生じさせることがなく、コイルの放熱性、占積率を向上させることができる。
以上のように撚線10を圧縮成形し、その後、表面を絶縁層20で被覆することで導線1が成形される。
In addition, as shown in FIG. 5, it is possible to perform hole rolling using a
Note the cross-sectional shape of the twisted
The stranded
前記素線11としては、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。また撚線10を構成する素線11の本数は適宜変更可能である。また圧縮成形後における撚線10を構成する素線11の断面形状が、中央部が六角形で、その各辺と接する周囲の断面形状が六角形以外の多角形であれば、素線11の導径も適宜変更可能である。
As the
前記絶縁層12は、素線11の表面を被覆する絶縁層である。絶縁層12に用いる絶縁材としては、通常用いられるものであれば如何なるものであってもよいが、加工負担、コイル渦電流に対する抑制力を考慮すれば、酸化銅等の導体酸化膜、ニクロムやコンスタンタン等の高抵抗金属、エナメル材を用いることが望ましい。特に酸化銅は、容易に絶縁膜を形成することができるので望ましい。このように酸化銅を用いることで、製造効率のよい導線1とすることができる。
また絶縁層12の厚さは、断面に生じる渦電流を分割できる厚さであれば如何なる厚さでもよいが、素線11間の熱伝導の劣化や、占積率の低下を考慮すれば、0.01mm以下とすることが望ましい。
The insulating
The thickness of the insulating
前記絶縁層20は、圧縮成形された撚線10の表面を被覆する絶縁層である。この絶縁層20は、図1、図2に示すように、導線1を構成する素線11を被覆する絶縁層12の厚みよりも厚肉に被覆される。このような構成とすることで、線間電圧に耐えうる導線1とすることができる。また導線1を外傷から保護することができると共に、耐熱性のある導線1とすることができる。また導線1をコイルに使用した場合には、渦電流による損失を低減でき、放熱性、占積率を向上させることができると共に、製造コスト抑え、製造効率のよい導線1とすることができる。
絶縁層20に用いる絶縁材としては、ポリイミド樹脂、アミドイミド樹脂等の樹脂やエナメル材等、通常用いられるものであれば如何なるものであってもよい。また撚線10への被覆方法も浸漬、電着塗装、酸化膜、メッキ等、絶縁被覆方法として通常用いられるものであれば如何なるものであってもよい。
The insulating
The insulating material used for the insulating
次に図6を参照して、本発明の第2の実施形態に係るモータのステータ50について説明する。
ステータ50は、ラジアルモータのステータであり、導線1をコイル40として用いたものである。このように導線1をコイル40としてステータ50に用いる構成とすることで、渦電流による損失を低減できると共に、占積率を向上させることのできるラジアルモータとすることができる。
Next, with reference to FIG. 6, the
The
次に図7を参照して、ステータ50の変形例であるステータ60について説明する。
ステータ60は、アキシャルモータのステータであり、導線1をコイル40として用いたものである。このように導線1をコイル40としてステータ60に用いる構成とすることで、渦電流による損失を低減できると共に、占積率を向上させることのできるアキシャルモータとすることができる。
なお導線1をコイル40として用いるモータとしては、ラジアルモータ、アキシャルモータに限るものではなく、如何なるモータであってもよい。
Next, a
The
In addition, as a motor which uses the
次に図8を参照して、本発明の第3の実施形態に係るリアクトル70について説明する。
リアクトル70は、導線1をコイル40として用いたものである。このように導線1をコイル40としてリアクトル70に用いる構成とすることで、渦電流による損失を低減できると共に、占積率を向上させることのできるリアクトルとすることができる。
Next, a
The
本発明は導線として、各種電線、各種コイル、ハイブリッド自動車用モータ等のコイル等に利用することができる。 The present invention can be used as a conductive wire for various electric wires, various coils, coils for a hybrid vehicle motor, and the like.
1 導線
10 撚線
11 素線
12 絶縁層
20 絶縁層
30 成形型
31 ダイス孔
32 孔
33 ローラ
40 コイル
50 ステータ
60 ステータ
70 リアクトル
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