JP5837763B2 - Electrical wire - Google Patents
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本発明は、モーター（電動機）や発電機のコイル、あるいは、送電線に好適な電線に関する。 The present invention relates to an electric wire suitable for a motor (electric motor), a coil of a generator, or a power transmission line.
モーターのステーターは、ステーターコアの周囲にステーターコイルを巻回したものである。このコイル線に所定の周波数帯域の電流を流してモーターを駆動する。ここで、コイル線に高周波電流が流れると、電流密度がコイル線の表面で高くなり、コイル線の内部で低くなる表皮効果が生じる。周波数が高くなるほど電流が表面へ集中し、その結果、電線の電流抵抗値が増してコイル線内の電流密度が低下することとなる。また、複数の導体線を撚って１本のコイル線を形成している場合には、コイル線内において近接効果が生じ、導体線内を均一に電流が流れない。 The motor stator is obtained by winding a stator coil around a stator core. The motor is driven by passing a current in a predetermined frequency band through the coil wire. Here, when a high-frequency current flows through the coil wire, a skin effect occurs in which the current density increases on the surface of the coil wire and decreases inside the coil wire. As the frequency increases, the current concentrates on the surface, and as a result, the current resistance value of the electric wire increases and the current density in the coil wire decreases. In addition, when a single coil wire is formed by twisting a plurality of conductor wires, a proximity effect occurs in the coil wire, and current does not flow uniformly in the conductor wire.
文献１には、表皮効果および近接効果を低減、抑制するための技術が記載されている。図１１に示すように、文献１の電線１００は、中心に配置された一の中空銅電線１１２ａと、その周囲に等角度、等間隔に配置された複数の他の中空銅電線１１２ｂを備えている。この電線１００は、各銅電線１１２を中空にすることで、表皮効果による影響を軽減している。また、一の中空銅電線１１２ａの肉厚を他の中空銅電線１１２ｂの肉厚よりも薄くすること、および各銅電線１１２が等角度、等間隔に配置されることによって、近接効果を抑制している。
Document 1 describes a technique for reducing and suppressing the skin effect and proximity effect. As shown in FIG. 11, the
しかし、各銅電線１１２は中空であるため、低周波電流を高い電流密度で流すことができない。よって、表皮効果及び近接効果を抑制することと、低周波電流を高い電流密度で流すことの両立は困難であった。
However, since each copper
本発明は、上記課題に着目して為された発明であり、表皮効果および近接効果を抑制し、高周波数又は低周波数のいずれにおいても高い電流密度の電流を流すことのできる電線を提供することを解決課題とする。 The present invention is an invention made by paying attention to the above-mentioned problems, and provides an electric wire capable of suppressing a skin effect and a proximity effect and allowing a current having a high current density to flow at either a high frequency or a low frequency. Is a solution issue.
（１）上記課題を解決するための手段として、本発明の電線は、中空導体管と、表面の全部または一部が絶縁膜により被覆された帯状の導電性線条体を幅方向に折り重ねた折り重ね導電性線条体とを備え、前記折り重ね導電性線条体が、前記中空導体管の内部にあり、前記中空導体管と一体化されたことを特徴とする。
（２）また、本発明の電線は、中空導体管と、表面の全部または一部が絶縁膜により個別に被覆された複数の導電性線条体とを備え、前記複数の導電性線条体が、前記中空導体管の内部にあり、積層され、前記中空導体管と一体化されたことを特徴とする。
（３）また、本発明の電線は、中空導体管と、複数の導電性線条体が束ねられ、外表面の全部または一部が絶縁膜により被覆された導電性線条体束とを備え、前記導電性線条体束が、前記中空導体管の内部にあり、中空導体管と一体化されたことを特徴とする。
（４）また、本発明の電線は、前記導電性線条体の短径が表皮深さの２倍より小さいことを特徴とする。ここで、導電性線条体の断面が多角形の場合、短径は最小辺の長さとする。
（５）また、本発明の電線は、前記絶縁膜の表面の少なくとも一部に電磁遮蔽層が形成されたことを特徴とする。
（６）また、本発明の電線は、前記中空導体管の内周面に面した導電性線条体の一部が絶縁膜により被覆されていないことを特徴とする。
（７）また、本発明の電線は、前記中空導体管の肉厚は、表皮深さより小さいことを特徴とする。ここで、中空導体管の肉厚が一定でない場合、肉厚は最小肉厚とする。
（８）また、本発明の電線の製造方法は、テープ状導体を準備する工程、表面の全部または一部が絶縁膜により被覆された帯状の導電性線条体を準備する工程、前記帯状の導電性線条体を幅方向に折り重ねる工程、前記折り重ねられた導電性線条体を前記テープ状導体に載せる工程、前記テープ状導体を丸め、長手端面を接合して中空導体管を作製し、前記中空導体管内に前記折り重ねられた導電性線条体を収納する工程、前記中空導体管および前記折り重ねられた導電性線条体を一体化する工程を含むことを特徴とする。
（９）また、本発明の電線の製造方法は、テープ状導体を準備する工程、表面の全部または一部が絶縁膜により個別に被覆された複数の導電性線条体を準備する工程、前記複数の導電性線条体を積層する工程、前記積層された導電性線条体をテープ状導体に載せる工程、前記テープ状導体を丸め、長手端面を接合して中空導体管を作製し、前記中空導体管内に前記積層された導電性線条体を収納する工程、前記中空導体管および前記積層された導電性線条体を一体化する工程を含むことを特徴とする。
（１０）また、本発明の電線の製造方法は、テープ状導体を準備する工程、複数の導電性線条体を束ねて導電性線条体束を形成する工程、前記導電性線条体束の外表面の全部または一部に絶縁膜を形成する工程、前記絶縁膜に被覆された導電性線条体束をテープ状導体に載せる工程、前記テープ状導体を丸め、長手端面を接合して中空導体管を作製し、前記中空導体管内に前記絶縁膜に被覆された導電性線条体束を収納する工程、前記中空導体管および前記絶縁膜に被覆された導電性線条体束を一体化する工程を含むことを特徴とする。
（１１）また、本発明の電線の製造方法は、前記中空導体管の内周面と接する絶縁膜の一部を剥離する工程を含むことを特徴とする。
(1) As a means for solving the above-mentioned problems, the electric wire of the present invention comprises a hollow conductor tube and a strip-shaped conductive wire body whose surface is entirely or partially covered with an insulating film, folded in the width direction. And the folded conductive filament is in the hollow conductor tube and is integrated with the hollow conductor tube.
(2) Moreover, the electric wire of the present invention includes a hollow conductor tube and a plurality of conductive filaments each having a surface entirely or partially covered with an insulating film, and the plurality of conductive filaments. Is inside the hollow conductor tube, laminated and integrated with the hollow conductor tube.
(3) Moreover, the electric wire of the present invention includes a hollow conductor tube and a conductive wire bundle in which a plurality of conductive wire bodies are bundled and all or part of the outer surface is covered with an insulating film. The conductive filament bundle is inside the hollow conductor tube and is integrated with the hollow conductor tube.
(4) Moreover, the electric wire of the present invention is characterized in that the short diameter of the conductive filament is smaller than twice the skin depth. Here, when the cross section of the conductive filament is a polygon, the minor axis is the length of the minimum side.
(5) The electric wire of the present invention is characterized in that an electromagnetic shielding layer is formed on at least a part of the surface of the insulating film.
(6) Further, the electric wire of the present invention is characterized in that a part of the conductive wire body facing the inner peripheral surface of the hollow conductor tube is not covered with an insulating film.
(7) Moreover, the electric wire of the present invention is characterized in that the thickness of the hollow conductor tube is smaller than the skin depth. Here, when the thickness of the hollow conductor tube is not constant, the thickness is set to the minimum thickness.
(8) Moreover, the manufacturing method of the electric wire of the present invention includes a step of preparing a tape-shaped conductor, a step of preparing a strip-shaped conductive filament body whose surface is entirely or partially covered with an insulating film, A step of folding the conductive filament in the width direction, a step of placing the folded conductive filament on the tape-shaped conductor, rounding the tape-shaped conductor, and joining the longitudinal end surfaces to produce a hollow conductor tube And housing the folded conductive filament in the hollow conductor tube, and integrating the hollow conductor tube and the folded conductive filament.
(9) Moreover, the manufacturing method of the electric wire of the present invention includes a step of preparing a tape-shaped conductor, a step of preparing a plurality of conductive filaments in which all or part of the surface is individually covered with an insulating film, A step of laminating a plurality of conductive filaments, a step of placing the laminated conductive filaments on a tape-shaped conductor, rounding the tape-shaped conductor, and joining a longitudinal end surface to produce a hollow conductor tube, It includes a step of housing the laminated conductive filaments in a hollow conductor tube, and a step of integrating the hollow conductor tube and the laminated conductive filaments.
(10) Moreover, the manufacturing method of the electric wire of the present invention includes a step of preparing a tape-shaped conductor, a step of bundling a plurality of conductive filaments to form a conductive filament bundle, and the conductive filament bundle Forming an insulating film on all or a part of the outer surface of the substrate, placing the conductive filament bundle covered with the insulating film on the tape-shaped conductor, rounding the tape-shaped conductor, and joining the longitudinal end surfaces A step of producing a hollow conductor tube and storing a bundle of conductive filaments covered with the insulating film in the hollow conductor tube, and integrating the bundle of conductive filaments covered with the hollow conductor tube and the insulating film Characterized by including a step of converting.
(11) Moreover, the manufacturing method of the electric wire of this invention includes the process of peeling one part of the insulating film which contact | connects the inner peripheral surface of the said hollow conductor pipe | tube.
上記（１）の電線によれば、折り重ね導電性線条体が一の導体であるため、電線内において近接効果が生じない。よって、折り重ね導電性線条体内の電流密度を均一にして、高周波数又は低周波数のいずれにおいても高い電流密度で電流を流すことができる。また、導電性線条体を絶縁膜とともに折り重ねることで、折り重なった導電性線条体間には絶縁膜が介在する。よって、折り重ね導電性線条体の表面積を広く確保できるので表皮効果による電流密度の低下を軽減することができる。また、低周波数において電流密度の高い電流を流すこともできる。 According to the electric wire of (1) above, since the folded conductive filament is one conductor, the proximity effect does not occur in the electric wire. Therefore, the current density in the folded conductive filaments can be made uniform, and the current can flow at a high current density at either a high frequency or a low frequency. Further, by folding the conductive filaments together with the insulating film, an insulating film is interposed between the folded conductive filaments. Therefore, since the surface area of the folded conductive filaments can be secured widely, a decrease in current density due to the skin effect can be reduced. In addition, a current having a high current density can be passed at a low frequency.
上記（２）の電線によれば、複数の導電性線条体を積層することにより、導電性線条体の総表面積を広く確保できるので表皮効果による電流密度の低下を軽減することができる。 According to the electric wire of the above (2), by laminating a plurality of conductive filaments, the total surface area of the conductive filaments can be secured widely, so that a decrease in current density due to the skin effect can be reduced.
上記（３）の電線によれば、複数の導電性線条体を束ねることにより、電気的に一体の導電性線条体束を構成するため、電線内において近接効果が生じない。よって、導電性線条体内の電流密度を均一にして、高周波数又は低周波数のいずれにおいても高い電流密度で電流を流すことができる。 According to the electric wire of (3) above, since a plurality of conductive filaments are bundled to form an electrically integrated conductive filament bundle, no proximity effect is produced in the electric wire. Therefore, the current density in the conductive striatum can be made uniform, and the current can flow at a high current density at either high frequency or low frequency.
上記（４）の電線によれば、導電性線条体の短径が表皮深さの２倍より薄いため、表皮効果による影響を受けない。よって、導電性線条体内の電流密度を均一にして、電線の電流抵抗値を低減させることができる。 According to the electric wire of (4) above, since the minor axis of the conductive filament is thinner than twice the skin depth, it is not affected by the skin effect. Therefore, the current density in the conductive filament can be made uniform, and the current resistance value of the electric wire can be reduced.
上記（５）の電線によれば、絶縁膜の表面に電磁遮蔽層を形成することによって、隣接する電線間に生じる近接効果を抑制することができる。また、電線内に、絶縁膜に被覆された導電性線条体が複数存在する場合には、電線内の導電性線条体間に生じる近接効果を抑制することができる。 According to the electric wire of said (5), the proximity effect produced between adjacent electric wires can be suppressed by forming an electromagnetic shielding layer on the surface of an insulating film. Moreover, when there are a plurality of conductive filaments covered with an insulating film in the electric wire, the proximity effect generated between the conductive filaments in the electric wire can be suppressed.
上記（６）の電線によれば、中空導体管の内周面に面する導電性線条体の表面が絶縁膜により被覆されていないため、導電性線条体の表面が中空導体管の内周面に対して露出し、一体化することで、導電性線条体と中空導体管とが接して導通する。よって、導電性線条体と中空導体管とが電気的に一体の導体となり、電線内において近接効果が生じない。 According to the electric wire of (6) above, since the surface of the conductive wire body facing the inner peripheral surface of the hollow conductor tube is not covered with the insulating film, the surface of the conductive wire body is the inner surface of the hollow conductor tube. By exposing and integrating with respect to the peripheral surface, the conductive linear body and the hollow conductor tube come into contact with each other and are electrically connected. Therefore, the conductive wire body and the hollow conductor tube become an electrically integrated conductor, and the proximity effect does not occur in the electric wire.
上記（７）の電線によれば、中空導体管の肉厚が表皮深さよりも薄いため、所定の周波数帯域で電流を流す場合において、表皮効果による影響を受けない。よって、中空導体管内の電流密度を均一にして、電線の電流抵抗値を低減させることができる。 According to the electric wire of (7) above, since the thickness of the hollow conductor tube is thinner than the skin depth, it is not affected by the skin effect when a current is passed in a predetermined frequency band. Therefore, the current density in the hollow conductor tube can be made uniform, and the current resistance value of the electric wire can be reduced.
上記（８）〜（１１）の電線の製造方法によれば、中空導体管および導電性線条体の長さに制限がないため、長尺の中空導体管に挿入された導電性線条体を連続的に作製することができる。 According to the method for producing an electric wire of (8) to (11) above, since there is no restriction on the length of the hollow conductor tube and the conductive wire body, the conductive wire body inserted into the long hollow conductor tube. Can be produced continuously.
以下、図面に従って、本発明の電線を説明する。ここで、本発明において、短径とは導電性線条体の断面が多角形の場合、最小辺の長さとする。 Hereinafter, the electric wire of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, in the present invention, the minor axis is the length of the minimum side when the cross section of the conductive filament is a polygon.
図１（ｄ）に示すように、本発明の電線１０ａは、中空導体管１５ｂ、折り重ね導電性線条体１２ｂ、及び絶縁膜１３から構成される。
As shown in FIG. 1 (d), the
中空導体管１５ｂは、折り重ね導電性線条体１２ｂおよび絶縁膜１３を収納するものである。また、中空導体管１５ｂは、引抜加工により、正円形状の中空導体管１５ａを矩形に変形させたものである。図１（ｃ）に示すように、中空導体管１５ａは、導電性を有する管である。その形状は正円形状に限られず、楕円形状または四角形状であってもよい。その肉厚は例えば０．４ｍｍである。しかし、肉厚はこれに限られず、使用周波数での表皮深さよりも薄ければよい。また、肉厚は場所により異なってもよい。中空導体管１５ａの材質は代表的には銅である。しかし、材質はこれに限られず、電気伝導度、加工性、コスト、耐久性等を考慮して、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等から適宜選択できる。また、これらを組み合わせて製造されたものであってもよい。
The
折り重ね導電性線条体１２ｂは、帯状の導電性線条体１２ａを幅方向に折り重ねて形成されたものである。導電性線条体１２ａは、図１（ａ）に示すように、導電性を有し、帯状に形成されている。導電性線条体１２ａの短径（厚み）は、０．６ｍｍである。しかし、短径はこれに限られず、使用周波数での表皮深さの２倍より薄ければよい。導電性線条体１２ａの材質も、代表的には銅である。しかし、材質は上記中空導体管１５ａと同様に電気伝導度等を考慮して他の材質を適宜選択できる。図１（ｂ）に示すように、折り重ね導電性線条体１２ｂの断面は略Ｓ字状である。
The folded
絶縁膜１３は、図１（ａ）に示すように、導電性線条体１２ａを被覆している。膜厚は、例えば３０μｍである。膜厚は、絶縁が確保されれば、均一でなくても良い。その材質としては、例えばポリエステル、ポリアミドイミドからなる単層又は多層のものが使用できる。また、場所により材質が異なっていても良い。図１（ｂ）に示すように、絶縁膜１３は、折り重ね導電性線条体１２ｂとともに折り重ねられている。
As shown in FIG. 1A, the insulating
本発明の電線１０ａの製法を、図１に従って説明する。先ず図１（ａ）に示すように、絶縁膜１３に被覆された帯状の導電性線条体１２ａを準備する。次に、帯状の導電性線条体１２ａを絶縁膜１３とともにその幅方向に折り重ねて、図１（ｂ）に示された断面が略Ｓ字状の折り重ね導電性線条体１２ｂを形成する。次に、図１（ｃ）に示すように、折り重ね導電性線条体１２ｂを中空導体管１５ａに挿入する。次に、引抜加工により、中空導体管１５ａを折り重ね導電性線条体１２ｂの外形に密着するように絞り、中空導体管１５ａ、折り重ね導電性線条体１２ｂ、および絶縁膜１３を一体化して、図１（ｄ）に示す電線１０ａを形成する。図１（ｅ）に示すように、中空導体管１５ｂの外周面を絶縁膜１３で被覆してもよい。
The manufacturing method of the
図２は、折り重ね導電性線条体１２ｂを中空導体管１５ａに連続的に挿入し、折り重ね導電性線条体１２ｂと中空導体管１５ａを一体化する製造方法の例を示す。工程は図２の右上から左下へ向かって進む。図の右上の方は、折り重ね導電性線条体１２ｂを、予め準備されたテープ状導体２１（例えば薄い銅板）に載せる工程を示す。図２の中央は、テープ状導体２１を丸めて長手端面を溶接し、中空導体管１５ａを作成する工程を示す。この工程で中空導体管１５ａに折り重ね導電性線条体１２ｂを収納する。図２の左下の方は、密着性を高めるため、引抜加工により、折り重ね導電性線条体１２ｂおよび中空導体管１５ａを一体化する工程を示す。この図の製法によれば、中空導体管１５ｂ及び折り重ね導電性線条体１２ｂの長さに制限がないため、長尺の中空導体管１５ｂに挿入された折り重ね導電性線条体１２ｂを連続的に作成することができる。この図において、中空導体管１５ａは、断面Ｓ字状の折り重ね導電性線条体１２ｂの側面側で溶接されているが、この溶接位置は側面側に限定されず、折り重ね導電性線条体１２ｂの上面側または下面側で溶接されてもよい。
FIG. 2 shows an example of a manufacturing method in which the folded
図１（ｄ）に示すように、一体化された中空導体管１５ｂの断面外形は矩形である。その断面寸法は、例えば高さ２ｍｍ×幅３ｍｍである。折り重ね導電性線条体１２ｂは絶縁膜１３を介して中空導体管１５ｂと一体化されている。折り重ね導電性線条体１２ｂの折り重ね部１７には絶縁膜１３が介在している。
As shown in FIG.1 (d), the cross-sectional external shape of the integrated hollow conductor pipe |
本発明の電線１０ａは、例えば、モーターのコイル線として使用される。この際、電線１０ａには約８ｋＨｚの周波数で電流が流される。ここで、周波数が８ｋＨｚにおける銅の表皮深さは約０．８ｍｍである。
The
（１）本発明の電線１０ａは、折り重ね導電性線条体１２ｂが一の導体であるため、電線１０ａ内において近接効果が生じない。よって、折り重ね導電性線条体１２ｂ内の電流密度は均一であり、高周波数又は低周波数のいずれにおいても高い電流密度で電流を流すことができる。
（２）また、折り重ね導電性線条体１２ｂの短径（厚み）が０．６ｍｍであり、銅の表皮深さ０．８ｍｍの２倍より薄いため、８ｋＨｚの周波数で電流を流す場合において、表皮効果による影響を受けない。よって、折り重ね導電性線条体１２ｂ内の電流密度を均一にして、電線１０ａの電流抵抗値を低減させることができる。
（３）また、帯状の導電性線条体１２ａを絶縁膜１３とともに折り重ねることで、折り重ね部１７には絶縁膜１３が介在する。よって、折り重ね導電性線条体１２ｂの表面積を広く確保できるので表皮効果による電流密度の低下を軽減することができる。また、電流密度の高い低周波電流を流すこともできる。
（４）また、中空導体管１５ｂの肉厚が０．４ｍｍであり、表皮深さ０．８ｍｍよりも薄いため、８ｋＨｚの周波数で電流を流す場合において、表皮効果による影響を受けない。よって、中空導体管１５ｂ内の電流密度を均一にして、電線１０ａの電流抵抗値を低減させることができる。
（５）また、中空導体管１５ｂの断面外形が矩形であるため、コイルにする際、隙間無く巻くことができる。よって、コイルの小型化を図ることができる。
(1) In the
(2) Moreover, since the short diameter (thickness) of the folded
(3) Further, the insulating
(4) Since the
(5) Moreover, since the cross-sectional external shape of the
図３（ａ）に示すように、折り重ね導電性線条体１２ｂを被覆する絶縁膜１３と中空導体管１５ｂの間に電磁遮蔽層１４と他の絶縁膜１３が形成された電線１０ｂであってもよい。電磁遮蔽層１４は、隣接する電線１０ｂ間で生じる電気的な相互干渉を抑制するものである。その材料としては、例えば金属箔テープを用いることができる。電磁遮蔽層１４は、折り重ね導電性線条体１２ｂを金属箔テープで被覆することにより形成される。しかし、電磁遮蔽層１４の形成方法はこれに限られない。例えば、絶縁膜１３に被覆された帯状の導電性線条体１２ａを金属箔テープで被覆して、導電性線条体１２ａとともに金属箔テープを折り重ねて電磁遮蔽層１４を形成してもよい。他の絶縁膜１３は、電磁遮蔽層１４と中空導体管１５ｂとの間に介在している。電磁遮蔽層１４により、隣接する電線１０ａ間に生じる近接効果を抑制することができる。
As shown in FIG. 3A, an
図３（ｂ）に示すように、中空導体管１５ｂの内周面に面した折り重ね導電性線条体１２ｂの一部が絶縁膜１３により被覆されていない電線１０ｃであってもよい。折り重ね導電性線条体１２ｂの一方の面の一端部を被覆する絶縁膜１３が、折り重ね導電性線条体１２ｂの長手に沿って剥離されている。絶縁膜１３が剥離された部分を露出部１８という。露出部１８の形成方法は剥離に限られず、露出部１８は、絶縁膜１３形成前の帯状の導電性線条体１２ａの一部をテープ等で覆い、絶縁膜１３被覆後にテープを剥がして形成されたものであってもよい。折り重ね導電性線条体１２ｂは、露出部１８が中空導体管１５ｂの内周面に面するように、略Ｓ字状に折り重ねられている。露出部１８では、折り重ね導電性線条体１２ｂの上面が中空導体管１５ｂの内周面に対して露出している。そして一体化されると、折り重ね導電性線条体１２ｂと中空導体管１５ｂとが露出部１８で接して導通する。これにより、折り重ね導電性線条体１２ｂと中空導体管１５ｂとが電気的に一体の導体となり、折り重ね導電性線条体１２ｂと中空導体管１５ｂ間の近接効果を防止することができる。露出部１８の形成位置は、断面Ｓ字状の折り重ね導電性線条体１２ｂの上面に限られず、側面若しくは下面、または複数個所に点在して形成されてもよい。
As shown in FIG. 3 (b), the
図４（ａ）に示すように、折り重ね導電性線条体１２ｃの断面が略Ｗ字状の電線２０ａであってもよい。また、さらに複数回折り重ねられた折り重ね導電性線条体や、略コ字状の折り重ね導電性線条体であってもよい。また、図４（ｂ）に示すように、折り重ね導電性線条体１２ｃの一部に露出部１８を形成し、折り重ね導電性線条体１２ｃと中空導体管１５ｂが電気的に一体の導体となる電線２０ｂであってもよい。
As shown to Fig.4 (a), the cross section of the folding electroconductive
本発明による表皮効果及び近接効果の軽減状況を図５に示す。横軸は電流の周波数、縦軸は相対的電流密度である。相対的電流密度は直流の場合を１００％として表示される。グラフＡは、断面寸法が高さ２ｍｍ×幅３ｍｍの長方形である従来の銅性コイル線をモデルとした計算値である。グラフＢは電線２０ａをモデルとした計算値である。
FIG. 5 shows the reduction of the skin effect and proximity effect according to the present invention. The horizontal axis represents current frequency, and the vertical axis represents relative current density. The relative current density is displayed assuming that the direct current is 100%. Graph A is a calculated value modeled on a conventional copper coil wire whose cross-sectional dimension is a rectangle with a height of 2 mm and a width of 3 mm. Graph B is a calculated value using the
従来の銅性コイル線の場合、周波数が４ｋＨｚより高くなると、相対的電流密度は低下し始める。周波数が６ｋＨｚでは相対的電流密度は９０％、周波数が８０ｋＨｚでは相対的電流密度は３５％、周波数が１ＭＨｚでは相対的電流密度は１０％まで減少する。 In the case of the conventional copper coil wire, the relative current density starts to decrease when the frequency becomes higher than 4 kHz. When the frequency is 6 kHz, the relative current density is 90%, when the frequency is 80 kHz, the relative current density is 35%, and when the frequency is 1 MHz, the relative current density is reduced to 10%.
本発明の電線２０ａの場合、周波数が８０ｋＨｚまでの相対的電流密度は９０％であり、これより周波数が高くなると、相対的電流密度が低下し始める。周波数が１ＭＨｚでは相対的電流密度は３０％になる。
In the case of the
この結果から、本発明の電線２０ａは、約６ｋＨｚ以上の周波数において、従来の銅性コイルに比べて表皮効果および近接効果を軽減している。よって電線２０ａは、高周波電流であっても、高い電流密度で流すことができ有利である。さらに、電線２０ａは、周波数が８０ｋＨｚまでは、一定の電流密度を維持することができる。よって、広い周波数帯域で使用可能である。
From this result, the
本発明の電線の他の態様としては、図６（ａ）に示すように、複数枚の帯状の導電性線条体１２ａが積層された電線３０ａであってもよい。この電線３０ａは次のように形成される。先ず、絶縁膜１３に被覆された帯状の導電性線条体１２ａが複数枚準備される。次に、複数枚の導電性線条体１２ａが積層される。次に、積層された導電性線条体１２ａが中空導体管１５ａに挿入される。次に、引抜加工により、積層された導電性線条体１２ａと中空導体管１５ａが絶縁膜１３を介して一体化される。
As another aspect of the electric wire of the present invention, as shown in FIG. 6A, an
ここで、電線３０ａの製造において、積層された導電性線条体束１２ａを中空導体管１５ａに連続的に挿入し、導電性線条体束１２ａと中空導体管１５ａを一体化する製造方法として、図２に示された上記テープ状導体２１を用いた製造方法を用いることができる。
Here, in the production of the
一体化された中空導体管１５ｂの外形は矩形となり、その断面寸法は、例えば高さ２ｍｍ×幅３ｍｍである。導電性線条体１２ａの短径（厚み）は０．６ｍｍである。また、導電性線条体１２ａの積層枚数は３枚に限られず、適宜変更可能である。各導電性線条体１２ａ間には絶縁膜１３が介在しており、導電性線条体１２ａは互いに導通していない。
The outer shape of the integrated
（１）本発明の電線３０ａを用いれば、導電性線条体１２ａの短径（厚み）が０．６ｍｍであり、銅の表皮深さ０．８ｍｍの２倍より薄いため、８ｋＨｚの周波数で電流を流す場合において、表皮効果による影響を受けない。よって、導電性線条体１２ａ内の電流密度を均一にして、電線３０ａの電流抵抗値を低減させることができる。
（２）また、複数の導電性線条体１２ａを積層することにより、導電性線条体１２ａの総表面積を広く確保できるので表皮効果による電流密度の低下を軽減することができる。
(1) If the
(2) Moreover, since the total surface area of the
図６（ｂ）に示すように、積層された導電性線条体１２ａの長手の側面に露出部１８が形成された電線３０ｂであってもよい。露出部１８により、各導電性線条体１２ａが中空導体管１５ｂを介して互いに導通することで、各導電性線条体１２ａと中空導体管１５ｂは電気的に一体の導体となる。よって、電線３０ｂは、各導電性線条体１２ａと中空導体管１５ｂ間における近接効果の発生を防止することができる。
As shown in FIG. 6B, an
また、図６（ｃ）に示すように、積層された各導電性線条体１２ａ間に電磁遮蔽層１４が形成された電線３０ｃであってもよい。電磁遮蔽層１４は、金属箔テープを介して導電性線条体１２ａを積層することにより形成される。電磁遮蔽層１４により、電線３０ｃ内の各導電性線条体１２ａ間で生じる近接効果を抑制することができる。
Moreover, as shown in FIG.6 (c), the
本発明の電線のさらに他の態様としては、図７（ａ）および（ｂ）に示すように、複数の導電性線条体１２ｄを束ねて形成した導電性線条体束１９ａが、中空導体管１５ａと一体化された電線４０ａであってもよい。導電性線条体１２ｄは、代表的には銅からなる導体線（銅線）であり、その直径は０．５ｍｍである。しかし、直径はこれに限られず、使用周波数での表皮深さの２倍より小さければよい。また、銅線に限られず、電気伝導度、加工性、コスト、耐久性等を考慮して、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等から適宜選択できる。また、これらを組み合わせて製造されてもよい。また、導電性線条体１２ｄの断面形状、断面積、材質が全て同一である必要もない。さらに、導電性線条体１２ｄの線数は特に限定されず、適宜選択可能である。導電性線条体束１９ａの外表面は絶縁膜１３に被覆されている。
As still another embodiment of the electric wire of the present invention, as shown in FIGS. 7A and 7B, a
この電線４０ａは、次のように形成される。先ず、導電性線条体１２ｄが複数本準備される。次に、これら複数の導電性線条体１２ｄを撚って束ねて導電性線条体束１９ａが形成される。導電性線条体束１９ａは、複数の導電性線条体１２ａを撚ることなく、平行に並べて束ねられてもよい。次に、導電性線条体束１９ａの外表面が絶縁膜１３に被覆される。次に、図７（ａ）に示すように、導電性線条体束１９ａが中空導体管１５ａに挿入される。そして、図７（ｂ）に示すように、引抜加工により、導電性線条束１９ｂが絶縁膜１３を介して中空導体管１５ｂと一体化した電線４０ａが形成される。
This
ここで、電線４０ａの製造方法において、導電性線条体束１９ａを中空導体管１５ａに連続的に挿入し、導電性線条体束１９ａと中空導体管１５ａを一体化する製造方法として、図２に示された上記テープ状導体２１を用いた製造方法を用いることができる。
Here, in the manufacturing method of the
図７（ｂ）に示すように、一体化された中空導体管１５ｂの断面形状は矩形であり、その断面寸法は例えば高さ２ｍｍ×幅３ｍｍである。また、図７（ｂ）中の破線は、引抜加工により、多角形に変形された各導電性線条体１２ｅの断面外形を示すものであり、その短径は０．５ｍｍ以下となる。導電性線条体１２ｅは互いに導通しているため、導電性線条体束１９ｂは電気的に一体の導体となる。また、導電性線条体束１９ｂと中空導体管１５ｂの間には絶縁膜１３が介在している。さらに、各導電性線条体１２ｅの間に入り込んだ絶縁膜１３が、導電性線条体束１９ｂの内部に向かって延出している。
As shown in FIG. 7B, the cross-sectional shape of the integrated
（１）本発明の電線４０ａは、導電性線条体束１９ｂが互いに導通する複数の導電性線条体１２ｅから構成されており、電気的に一体の導体であるため、電線４０ａ内での近接効果を防止することができる。よって、導電性線条体束１９ｂ内の電流密度を均一にして、電線４０ａの電流抵抗値を低減させることができる。さらに、低周波電流であっても高い電流密度で流すことができる。
（２）また、導電性線条体１２ｅの短径が０．５ｍｍ以下であり、表皮深さ０．８ｍｍの２倍より小さいため、８ｋＨｚの周波数で電流を流す場合において、表皮効果による影響を受けない。よって、導電性線条体束１９ｂ内の電流密度を均一にして、電線４０ａの電流抵抗値を低減させることができる。
(1) Since the
(2) In addition, since the short diameter of the
また、本発明の電線は、図７（ｃ）に示すように、導電性線条体束１９ｂを被覆する絶縁膜１３と中空導体管１５ｂの間に電磁遮蔽層１４と他の絶縁膜１３が形成された電線４０ｂであっても良い。電磁遮蔽層１４は、導電性線条体束１９ａの外表面を覆う絶縁膜１３を金属箔テープで被覆することで形成される。また、他の絶縁膜１３は、電磁遮蔽層１４を被覆するものである。電磁遮蔽層１４により、隣接する電線４０ｂ間に生じる近接効果を抑制することができる。
Moreover, as shown in FIG.7 (c), the electric wire of this invention has the
また、図８（ａ）および（ｂ）に示すように、本発明の電線は、個別に絶縁膜１３に被覆された複数の導電性線条体１２ｄが束ねられ、中空導体管１５ａの内周面に面した絶縁膜１３の一部が導電性線条体１２ｄの長手方向に剥離された導電性線条体束１９ｃを備え、導電性線条体束１９ｃと中空導体管１５ａが、引抜加工により、一体化した電線５０であってもよい。一体化された導電性線条体１２ｄは、露出部１８により、中空導体管１５ｂを介して互いに導通するため、各導電性線条体１２ｄと中空導体管１５ｂは電気的に一体の導体となる。よって電線５０内において近接効果の発生を防止することができる。
Further, as shown in FIGS. 8A and 8B, the electric wire of the present invention is formed by bundling a plurality of
以上、本発明の電線について説明したが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変形を加えた態様で実施し得るものであり、これらの態様はいずれも本発明の範囲に属するものである。 Although the electric wire of the present invention has been described above, the present invention can be carried out in various modifications, modifications, and variations based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit thereof. All belong to the scope of the present invention.
図９および図１０は、本発明の電線の他の変形例である。 9 and 10 are other modifications of the electric wire of the present invention.
図９（ａ）および図１０（ａ）に示す電線は、上記電線１０ａの変形例である。この電線は、絶縁膜１３に被覆され、断面が略Ｓ字状の折り重ね導電性線条体１２ｂが中空導体管１５ａに挿入され、引抜加工により、折り重ね導電性線条体１２ｂと中空導体管１５ａが一体化されたものである。
The electric wires shown in FIG. 9A and FIG. 10A are modifications of the
図９（ｂ）および図１０（ｂ）に示す電線は、上記電線２０ａの変形例である。この電線は、絶縁膜１３に被覆され、断面が略Ｗ字状の折り重ね導電性線条体１２ｃが中空導体管１５ａに挿入され、引抜加工により、折り重ね導電性線条体１２ｃと中空導体管１５ａが一体化されたものである。
The electric wires shown in FIG. 9B and FIG. 10B are modifications of the
図９（ｃ）および図１０（ｃ）に示す電線は、上記電線３０ａの変形例である。この電線は、絶縁膜１３に被覆され、積層された複数の導電性線条体１２ａが中空導体管１５ａに挿入され、引抜加工により、積層された導電性線条体１２ａと中空導体管１５ａが一体化されたものである。
The electric wires shown in FIG. 9C and FIG. 10C are modifications of the
図９（ｄ）および図１０（ｄ）に示す電線は、上記電線４０ａの変形例である。この電線は、複数の導電性線条体１２ｄが束ねられ、その外表面を絶縁膜１３に被覆された導電性線条体束１９ａが中空導体管１５ａに挿入され、引抜加工により、導電性線条体束１９ａと中空導体管１５ａが一体化されたものである。
The electric wires shown in FIG. 9D and FIG. 10D are modifications of the
図９（ｅ）および図１０（ｅ）に示す電線は、上記電線５０の変形例である。この電線は、個別に絶縁膜に被覆された複数の導電性線条体１２ｄが束ねられ、中空導体管１５ａの内周面に面した各絶縁膜１３の一部が導電性線条体１２ｄの長手方向に剥離された導電性線条体束１９ａが中空導体管１５ａに挿入され、引抜加工により、導電性線条体束１９ａと中空導体管１５ａが一体化されたものである。
The electric wires shown in FIG. 9 (e) and FIG. 10 (e) are modifications of the
図９に示す電線は、一体化された中空導体管１５ｃの断面外形が正六角形である。これにより、コイルを形成する際に、隙間無く巻き付けることができる。よって、モーターの小型化を図ることができる。図１０に示す電線は、一体化された中空導体管１５ｄの断面外形が円形である。この電線は、送電線のように、巻き付けないで使用する場合に用いることができる。
In the electric wire shown in FIG. 9, the cross-sectional outer shape of the integrated
ここで「正六角形」には、角が面取りされた正六角形、角が丸みを帯びた正六角形が含まれる。「円形」には、実質的に差し支えない範囲の歪みをもった円も含まれる。また「矩形」には、角が面取りされた矩形、角が丸みを帯びた矩形が含まれる。 Here, “regular hexagons” include regular hexagons with chamfered corners and regular hexagons with rounded corners. “Circular” includes a circle having a distortion within a range that does not substantially interfere. The “rectangle” includes a rectangle with chamfered corners and a rectangle with rounded corners.
本発明の電線１０は、モーター（電動機）あるいは発電機のコイル、または送電線に好適に用いられる。 The electric wire 10 of the present invention is suitably used for a motor (electric motor), a coil of a generator, or a power transmission line.
１０ａ・２０ａ・３０ａ・４０ａ・５０...電線、１２ａ・１２ｄ...導電性線条体、１２ｂ・１２ｃ...折り重ね導電性線条体、１３...絶縁膜、１４...電磁遮蔽層、１５ａ・１５ｂ...中空導体管、１９ａ・１９ｂ...導電性線条体束 10a, 20a, 30a, 40a, 50 ... electric wire, 12a, 12d ... conductive wire, 12b, 12c ... folded conductive wire, 13 ... insulating film, 14 ... .Electromagnetic shielding layer, 15a / 15b ... hollow conductor tube, 19a / 19b ... conductive wire bundle
Claims (11)
表面の全部または一部が絶縁膜により被覆された帯状の導電性線条体を幅方向に折り重ねた折り重ね導体線条体と、
を備え、
前記折り重ね導電性線条体が、前記中空導体管の内部にあり、前記中空導体管と一体化
された電線。 A hollow conductor tube,
A folded conductor linear body obtained by folding a strip-shaped conductive linear body whose surface is entirely or partially covered with an insulating film in the width direction;
With
An electric wire in which the folded conductive filament is inside the hollow conductor tube and integrated with the hollow conductor tube.
表面の全部または一部が絶縁膜により個別に被覆された複数の導電性線条体と、
を備え、
前記複数の導電性線条体が、前記中空導電管の内部にあり、積層され、前記中空導体管
と一体化された電線。 A hollow conductor tube,
A plurality of conductive filaments, all or part of the surface of which is individually coated with an insulating film;
With
The electric wire in which the plurality of conductive filaments are inside the hollow conductive tube, laminated, and integrated with the hollow conductor tube.
複数の導電性線条体が束ねられ、外表面の全部または一部が絶縁膜により被覆された導電性線条体と、
を備え、
前記導電性線条体束が、前記中空導体管の内部にあり、中空導体管と一体化された電線。 A hollow conductor tube,
A plurality of conductive filaments are bundled, and a conductive filament having all or part of the outer surface covered with an insulating film;
With
An electric wire in which the conductive filament bundle is inside the hollow conductor tube and is integrated with the hollow conductor tube.
１〜請求項４のいずれかに記載された電線。 The electric wire according to any one of claims 1 to 4 , wherein an electromagnetic shielding layer is formed on at least a part of the surface of the insulating film.
表面の全部または一部が絶縁膜により被覆された帯状の導電性線条体を準備する工程、
前記帯状の導電性線条体を幅方向に折り重ねる工程、
前記折り重ねられた導電性線条体を前記テープ状導体に載せる工程、
前記テープ状導体を丸め、長手端面を接合して中空導体管を作製し、前記中空導体管内
に前記導電性線条体を収納する工程、
前記中空導体管および前記導電性線条体を一体化する工程を含む、電線の製造方法。 Preparing a tape-shaped conductor,
A step of preparing a strip-shaped conductive filament having a surface entirely or partially covered with an insulating film;
A step of folding the strip-shaped conductive filaments in the width direction;
Placing the folded conductive filaments on the tape-shaped conductor;
Rounding the tape-shaped conductor, joining the longitudinal end faces to produce a hollow conductor tube, and storing the conductive filament in the hollow conductor tube;
The manufacturing method of an electric wire including the process of integrating the said hollow conductor tube and the said conductive filament.
表面の全部または一部が絶縁膜により個別に被覆された複数の導電性線条体を準備する工程、
前記複数の導電性線条体を積層する工程、
前記積層された導電性線条体をテープ状導体に載せる工程、
前記テープ状導体を丸め、長手端面を接合して中空導体管を作製し、前記中空導体管内
に前記積層された導電性線条体を収納する工程、
前記中空導体管および前記積層された導電性線条体を一体化する工程を含む、電線の製造方法。 Preparing a tape-shaped conductor,
A step of preparing a plurality of conductive filaments in which all or part of the surface is individually coated with an insulating film;
Laminating the plurality of conductive filaments,
Placing the laminated conductive filaments on a tape-shaped conductor;
Rounding the tape-shaped conductor, joining the longitudinal end faces to produce a hollow conductor tube, and storing the laminated conductive filaments in the hollow conductor tube;
The manufacturing method of an electric wire including the process of integrating the said hollow conductor tube and the said laminated | stacked electroconductive wire.
複数の導電性線条体を束ねて導電性線条体束を形成する工程、
前記導電性線条体束の外表面の全部または一部に絶縁膜を形成する工程、
前記絶縁膜に被覆された導電性線条体束をテープ状導体に載せる工程、
前記テープ状導体を丸め、長手端面を接合して中空導体管を作製し、前記中空導体管内
に前記絶縁膜に被覆された導電性線条体束を収納する工程、
前記中空導体管および前記絶縁膜に被覆された導電性線条体束を一体化する工程を含む、電線の製造方法。 Preparing a tape-shaped conductor,
Bundling a plurality of conductive filaments to form a conductive filament bundle,
Forming an insulating film on all or part of the outer surface of the conductive filament bundle,
Placing the conductive filament bundle covered with the insulating film on a tape-shaped conductor;
Rounding the tape-shaped conductor, joining the longitudinal end faces to produce a hollow conductor tube, and storing the conductive filament bundle covered with the insulating film in the hollow conductor tube;
The manufacturing method of an electric wire including the process of integrating the said conductive wire bundle | flux covered with the said hollow conductor pipe | tube and the said insulating film.
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