JP6808961B2

JP6808961B2 - 絶縁電線の製造方法

Info

Publication number: JP6808961B2
Application number: JP2016083466A
Authority: JP
Inventors: 秀仁花輪; 賢一村上
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 2016-04-19
Filing date: 2016-04-19
Publication date: 2021-01-06
Anticipated expiration: 2036-04-19
Also published as: JP2017195045A

Description

本発明は、絶縁電線及びその製造方法並びにコイルに関する。

近年、省エネ化により、高効率なモータ、トランス、発電器、充電器等の開発が盛んに行われており、一つの手段として高周波化が進んでいる。

しかしながら、コイルを構成する巻線では、高周波化すると、表皮効果や近接効果によって、導体の抵抗が大きくなり、損失が出るという課題がある。

その対策として、細サイズのエナメル線を束ねたリッツ線が使用されることが多い(例えば、特許文献１〜２参照)。

リッツ線には、リッツ線を構成する素線が巻線時にバラケる問題がある。特許文献１には、素線のバラケを防止するために、素線の１本以上を自己融着エナメル線とすることが開示されている。特許文献２にも同様の開示があり、融着皮膜をエナメル線に塗布して巻線前に予め融着させることで素線のバラケを防止できることが記載されている。

また、リッツ線には、巻線する際の占積率の問題があり、特許文献１には、占積率を向上させるために、素線を横２列に配列して横断面が長方形状の平型撚線となるように構成することが開示されている。一方、特許文献２には、リッツ線を複数本偏平状に編んで構成したことで、巻線間の隙間が大幅に低減され占積率が高まることが記載されている。

特開平２−２４２５３１号公報特開２００２−３５８８４０号公報

しかしながら、素線間のバラケを防止するべく融着すると、巻線が硬くなり、加工性や巻線性に問題があり、適用範囲が限られてしまう。

また、特許文献２のようにリッツ線を複数本偏平状に編んで構成しただけでは、占積率の向上は十分とは言えず、かつ仕上寸法精度も良好とは言えない。

そこで、本発明の目的は、素線間を融着しなくても巻線時の素線間のバラケを防止することができ、かつ占積率と仕上寸法精度に優れる絶縁電線の製造方法を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために、下記の絶縁電線の製造方法を提供する。

［１］複数本のエナメル線又は複数本のリッツ線を並列に配置させた複数本のユニットを平編みして平編み状の絶縁電線を形成する工程と、前記複数本のユニットを平編みして形成された前記平編み状の絶縁電線を、隣り合うエナメル線同士の間に隙間を有する程度に圧延変形させて、前記絶縁電線の横断面を平角形状にする工程と、を有する絶縁電線の製造方法。

本発明によれば、素線間を融着しなくても巻線時の素線間のバラケを防止することができ、かつ占積率と仕上寸法精度に優れる絶縁電線の製造方法を提供することができる。

（ａ）は、本発明の実施の形態に係る絶縁電線の一例を示す上面（平面）図であり、（ｂ）は、同絶縁電線の下面（底面）図であり、（ｃ）は、同絶縁電線の側面図である。図１（ａ）のII−II線で切断したときの切断部端面図である。

〔絶縁電線〕
本発明の実施の形態に係る絶縁電線は、編み込み状の複数本のエナメル線又は編み込み状の複数本のリッツ線からなり、横断面が平角形状である。以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１（ａ）は、本発明の実施の形態に係る絶縁電線の一例を示す上面（平面）図であり、（ｂ）は、同絶縁電線の下面（底面）図であり、（ｃ）は、同絶縁電線の側面図である。なお、図１（ｃ）は右側面図であるが、左側面も右側面とほぼ同様の形態であるため左側面図の添付は省略する。また、図２は、図１（ａ）のII−II線で切断したときの切断部端面図である。

図１〜２に示す本発明の実施の形態に係る絶縁電線１０は、編み込み状の複数本のエナメル線１からなる。

「編み込み状」とは、編み込まれていれば特にその編み込み方法は限定されるものではないが、図１〜２に示すように平編み状であることが好ましい。「平編み状」とは、平らに編まれた形状を言う。編み込みの本数、寸法等は、例えば、平編線の規格ＪＣＳ１２３６に則って設定できる。

また、複数本のエナメル線１は、３〜１０本が並列されたエナメル線ユニットとして編み込まれていることが好ましく、４〜９本が並列されたエナメル線ユニットとして編み込まれていることがより好ましい。図１〜２では、６〜８本が並列されたエナメル線ユニット１Ａとして編み込まれている。エナメル線ユニットとして編み込まれることにより強固な編み込みが可能となる。

エナメル線１としては、例えば、断面が円形状の銅導体の外周にポリウレタン、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリイミド等からなる絶縁層を設けたものを使用できる。導体の素材は、銅に限られず、銅合金等であってもよい。また、導体の形状としては、丸線に限られず、平角導体等であってもよい。導体径は、特に限定されるものではないが、細径（例えば直径０．０５ｍｍ〜０．２６ｍｍ）のものが好ましい。エナメル線１には隣接するエナメル線１と融着させるための融着皮膜が施されていても良い。

本実施の形態に係る絶縁電線１０は、図２に示されるように、横断面が平角形状である。ここで、平角形状とは、横断面の形状が絶縁電線１０全体として矩形状であり、その上辺、下辺、及び左右辺が直線状である形状を言う。図２では、辺上や角部に編み目等に基づく凹みが見られるが、本発明における平角形状にはこのような形状も含まれる。

絶縁電線１０を構成する各エナメル線１の形状は、絶縁電線１０の横断面を平角形状に加工する際に変形を受け、横断面が略円形状、長丸状、正方形状、長方形状等になっている。各エナメル線１が過度の変形を受けていないことが望ましい。

上記平角形状のアスペクト比は、１：３以上であることが好ましく、１：５以上であることがより好ましく、１：１０以上であることが更に好ましく、１：１０以上２０以下であることが最も好ましい。

上記平角形状は、例えば、厚み０．５ｍｍ〜２ｍｍであり、幅１．５ｍｍ〜２０ｍｍであることが好ましい。

なお、図１〜２に示す実施の形態においては、編み込み状の複数本のエナメル線１からなる絶縁電線１０を例に説明したが、複数本のリッツ線を編み込んで形成される、編み込み状の複数本のリッツ線からなる絶縁電線とすることもできる。当該リッツ線を構成する素線本数は特に限定されるものではない。また、素線径も限定されないが、細径（例えば直径０．０５ｍｍ〜０．２６ｍｍ）のものが好ましい。

〔絶縁電線の製造方法〕
本発明の実施の形態に係る絶縁電線の製造方法は、複数本のエナメル線又は複数本のリッツ線を編み込み、編み込み状の絶縁電線を形成する工程と、前記編み込み状の絶縁電線を圧延変形して、その横断面を平角形状にする工程とを有する。

（編み込み状の絶縁電線を形成する工程）
本実施の形態における編み込み状の絶縁電線を形成する工程では、例えば、前述のエナメル線ユニット１Ａを平編線の規格ＪＣＳ１２３６に則って平編みすることで編み込み状の絶縁電線を得る。

（横断面を平角形状にする工程）
本実施の形態における横断面を平角形状にする工程では、例えば、得られた編み込み状の絶縁電線を圧延装置（例えばカセットローラダイス）に通し、厚さと幅とが所定の寸法になるように上下及び左右を圧延し、横断面が平角形状の絶縁電線を作製する。

〔コイル〕
本発明の実施の形態に係るコイルは、本発明の実施の形態に係る上記の絶縁電線からなる。当該コイルは、本実施の形態に係る絶縁電線を巻線することで得ることが出来る。

〔本発明の実施の形態の効果〕
本発明の実施の形態によれば、編み込み状の複数本のエナメル線又は編み込み状の複数本のリッツ線からなる絶縁電線の横断面を平角形状とすることで線同士の結束力を強くしたため、巻線時の素線間のバラケを防止することができるので、リッツ線に比べて加工性や巻線性が格段に向上し、製品の適用範囲を広げることが可能となり、かつ、占積率と仕上寸法精度に優れた絶縁電線が得られるため、モータ、トランス、発電器、充電器等の小型化が可能となる。また、高周波時における損失をリッツ線と同様に抑えることができる。

以下に、本発明を実施例に基づいて更に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

図１〜２に示す本発明の実施の形態に係る絶縁電線１０を以下の通り作製した（実施例１〜３）。

〔編み込み工程〕
エナメル線１として、断面が円形状の銅導体（直径０．１５ｍｍ）の外周にポリウレタンからなる絶縁層（厚さ７μｍ）を設けたものを使用した。このエナメル線１を６〜８本並列したエナメル線ユニット１Ａ（ユニット数：１６）を下記表１に記載の条件で平編みした。

〔圧延工程〕
平編みして得られた絶縁電線をカセットローラダイス（製品名：ＣＲＤ−６０、株式会社吉田記念製）に通すことによって圧延した。具体的には、カセットローラダイスを多段に設置し、絶縁電線の上下を圧延した後、左右を圧延することで断面平角形状に圧延された絶縁電線を作製した。仕上寸法の設計値は、幅２．２ｍｍ×厚さ０．５ｍｍとした。

作製した絶縁電線の幅と厚さをマイクロメータによって測定したところ、下記表２に示す通りであった。

表２より、実施例１〜３のいずれも、仕上寸法の設計値に対して、ばらつきが±２％以内（幅２．１５６ｍｍ〜２．２４４ｍｍ、厚さ０．４９ｍｍ〜０．５１ｍｍ）にすることができ、良好な寸法精度が得られていることが分かる。

また、実施例１〜３の絶縁電線を巻線してコイルを作製した際、素線間のバラケが生じなかった。また、隙間無く巻線することができ、占積率にも優れていた。

なお、本発明は、上記実施の形態及び実施例に限定されず種々に変形実施が可能である。

１：エナメル線、１Ａ：エナメル線ユニット、１０：絶縁電線

Claims

複数本のエナメル線又は複数本のリッツ線を並列に配置させた複数本のユニットを平編みして平編み状の絶縁電線を形成する工程と、
前記複数本のユニットを平編みして形成された前記平編み状の絶縁電線を、隣り合うエナメル線同士の間に隙間を有する程度に圧延変形させて、前記絶縁電線の横断面を平角形状にする工程と、を有する絶縁電線の製造方法。