JP7031377B2 - コイル - Google Patents
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Description
この場合、平角導体の第一の面は、表面粗さRaが0.14μm以上とされているので、絶縁皮膜との接触面積が大きくなり、これにより絶縁皮膜との密着性がより確実に向上する。
この場合、平角導体の第二の面は、表面粗さRaが0.07μm以下とされているので、異物等がより確実に付着しにくくなり、これにより絶縁皮膜を形成する際に、絶縁皮膜の欠陥がより確実に発生しにくくなる。
図1は、本発明の第一実施形態である絶縁平角導体の横断面図である。
図1に示すように、絶縁平角導体10は、平角導体11と、平角導体11を被覆する絶縁皮膜15とを備える。
なお、第一の面13aの表面粗さRaが大きくなりすぎると、第一の面13aと絶縁皮膜15との間に空隙が生成しやすくなるおそれがある。このため、第一の面13aの表面粗さRaは1.5μm以下であることが好ましい。
なお、第二の面13bの表面粗さRaは0.03μm以上であってもよい。第二の面13bの表面粗さRaを0.03μm未満としても異物等を付着しにくくする効果は飽和し、また表面粗さRaが0.03μm未満となるまで表面を平滑にすると、その平滑化の処理の費用が高くなるおそれがある。
絶縁皮膜15の材料としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、エポキシ-アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ素樹脂等を用いることができる。これらの材料は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を組合せて使用してもよい。
本実施形態の絶縁平角導体10の製造方法は、第一の面13aと、第一の面13aに対向する第二の面13bとを有する平角導体11を用意する工程と、平角導体11の第一の面13aを、第二の面13bよりも粗面となるように粗面化処理する粗面化処理工程と、粗面化処理された平角導体11の表面を、絶縁皮膜15で被覆する被覆工程とを含む。
図2は、本発明の第一実施形態である絶縁平角導体10を用いて、コイルを作製する方法を説明する斜視図である。
次に、本発明の第二実施形態について説明する。なお、第一実施形態と同一の構成のものについては、同一の符号を付して記載し、詳細な説明を省略する。
図3に示すように、絶縁平角導体20は、平角導体11と、平角導体11を被覆する絶縁皮膜15とを備え、平角導体11は、断面が略矩形状であり、その長辺側の面12と短辺側の面13とを有する。
図4は、本発明の第二実施形態である絶縁平角導体20を用いて、コイルを作製する方法を説明する斜視図である。
(平角銅線の粗面化処理)
短辺が1.5mm、長辺が6.5mmで、4つ面の表面粗さRaがそれぞれ0.07μmの長尺状の平角銅線を用意した。
この平角銅線の短辺側の一対の面のうちの一方の面を第一の面として、第一の面全体、および第一の面と長辺側の面が交差する角部から長辺の1/2の範囲までが銅エッチング液に触れるように、平角銅線を銅エッチングに浸漬した。浸漬時間は、銅エッチング液に触れている平角銅線のエッチング量が0.5μmの厚さに相当する量となる時間とした。浸漬終了後、平角銅線を銅エッチング液から取出して、水に浸漬して洗浄した後、平角銅線に温風を吹き付けて乾燥した。
粗面化処理後の平角銅線の表面に、電着法により絶縁皮膜を形成して、絶縁平角銅線を作製した。具体的には、負の電荷を有するポリアミドイミド(PAI)粒子を2質量%含有する電着液に、粗面化処理後の平角銅線と電極とを浸漬し、平角銅線を正極とし、電極を負極として直流電圧を印加して、平角銅線の表面に乾燥後の皮膜の厚さが40μmとなるようにPAI粒子を電着させて、電着層を形成した。続いて300℃に保持された焼付炉(電気炉)で5分間乾燥・焼き付け処理を行った。
絶縁平角銅線を、直径が平角銅線の長辺と同じ6.5mmの丸棒に添って、平角銅線の第一の面が内側なるようにエッジワイズ曲げ加工にて、曲げ半径が3.25mmとなるようにL字状(90度)に折り曲げて、直線部とL字状折り曲げ部を持つコイル(エッジワイズコイル)を作製した。
平角銅線の粗面化処理において、平角銅線の銅エッチング液への浸漬時間を、平角銅線のエッチング量が下記の表1に示す厚さとなるように調整したこと以外は、本発明例1と同様にして、絶縁平角銅線とコイルを作製した。
平角銅線の粗面化処理を行わなかったこと以外は、本発明例1と同様にして、絶縁平角銅線とコイルを作製した。
本発明例1~4および比較例1で作製した絶縁平角銅線およびコイルについて、下記の評価を行った。その結果を、表1に示す。
粗面化処理後の平角銅線の表面粗さRaを下記の方法により測定した。
1.サンプルの絶縁平角銅線を樹脂埋めし、平角銅線の断面(平角銅線の長手方向と垂直な面)を露出させる。
2.SEM(走査型電子顕微鏡)を用いて、露出した平角銅線の第一の面と第二の面の断面画像を撮影する。その際、断面画像は、第一の面と第二の面のそれぞれ2か所について撮影する。
3.上記2で得られた断面画像から絶縁皮膜と平角導体との界面を、第一の面もしくは第二の面の輪郭曲線として抽出する。
4.上記3で得られた輪郭曲線の算術平均粗さRaを算出する。第一の面および第二の面のそれぞれ2か所で撮影した断面画像から得られた算術平均粗さRaの平均値を、第一の面および第二の面の表面粗さRaとして採用する。
コイルのL字状折り曲げ部の平角銅線の表面粗さRaは、L字状折り曲げ部から切り出した絶縁平角銅線をサンプルとしたこと以外は、上記の粗面化処理後の平角銅線の表面粗さRaと同様にして測定した。
平角銅線と絶縁皮膜との密着性は、コイル内側のL字状折り曲げ部の絶縁皮膜の表面状態により評価した。まず、コイル内側のL字状折り曲げ部の絶縁皮膜の表面を、光学顕微鏡を用いて20倍の倍率で観察して、凹凸の有無を確認した。次に、絶縁皮膜の表面に凹凸が確認されたものは、曲げ方向に対して垂直方向から、凹凸が確認された部分を拡大観察(300倍)して、凹凸がない部分を通るベースラインを引き、凸部の高さ(凸部の最も高い位置とベースラインとの距離)を測定した。絶縁皮膜の表面に凹凸が確認されなかった場合を「◎」、絶縁皮膜の表面に凹凸が確認されたが、凸部の高さが5μm未満の場合を「○」、凸部の高さが5μm以上の場合を「×」と評価した。
平角銅線の第一の面の粗面化処理を、本発明例4と同じ条件で行った。
次いで、平角銅線の粗面化処理を行っていない部分(第二の面全体、および第二の面と長辺側の面が交差する角部から長辺の1/2の範囲までの部分)を、銅エッチング液に浸漬して平角銅線を粗面化処理した。平角銅線の銅エッチング液への浸漬時間は、平角銅線のエッチング量が下記の表2に示す厚さとなるように調整した。そして最後に、第一の面と第二の面とを粗面化処理した平角銅線について、本発明例1と同様に絶縁皮膜を形成して絶縁平角銅線を作製した。
本発明例5~7、比較例2および本発明例4にて作製した絶縁平角銅線について、下記の評価を行った。その結果を、表2に示す。
粗面化処理後の平角銅線の表面粗さRaを、上記と同様の方法で測定した。
絶縁平角銅線を、直径6.5mmの丸棒に添って、平角銅線の第一面が内側となるようにエッジワイズ曲げ加工にて、曲げ半径が3.25mmとなるようにL字状(90度)に折り曲げて、曲げ試験を行った。
折り曲げ試験後の絶縁平角銅線について、L字状折り曲げ部の外側の絶縁皮膜の表面を、光学顕微鏡を用いて20倍の倍率で観察し、絶縁皮膜の亀裂の有無を確認した。平角銅線の表面が直接見える程度の亀裂が生じている場合を「有」、平角銅線の表面が直接見える程度の亀裂が生じていない場合を「無」とした。
本発明例4にて第一の面のみを粗面化処理した平角銅線の総エッチング量を1として、本発明例5~7および比較例2にて粗面化処理した平角銅線の総エッチング量を算出した。例えば、本発明例5では、第一の面のエッチング量が1で、第二の面のエッチング量が第一の面に対して25%であるので、総エッチング量は1.25(=1+0.25)となる。
11 平角導体
12 長辺側の面
12a 第一の面
12b 第二の面
13 短辺側の面
13a 第一の面
13b 第二の面
15 絶縁皮膜
Claims (3)
- 平角導体と、前記平角導体を被覆する絶縁皮膜とを備えた絶縁平角導体であって、
前記平角導体は、第一の面と、前記第一の面に対向する第二の面とを有し、前記第一の面が前記第二の面よりも粗面とされている絶縁平角導体を、前記平角導体の前記第一の面が内側となるように巻回して形成したものであることを特徴するコイル。 - 前記平角導体は、前記第一の面の表面粗さRaが0.14μm以上であることを特徴とする請求項1に記載のコイル。
- 前記平角導体は、前記第二の面の表面粗さRaが0.07μm以下であることを特徴とする請求項1または2に記載のコイル。
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