JPH0421283B2

JPH0421283B2 -

Info

Publication number: JPH0421283B2
Application number: JP57096125A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Akiba; Toshio Futami; Teruo Suda
Original assignee: Hitachi Cable Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 1982-06-07
Filing date: 1982-06-07
Publication date: 1992-04-09
Also published as: JPS58214216A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、高速駆動コイル、低損失コイル等に
用いるリツツ線に係り、特に高信頼度・高性能を
得るのに好適なリツツ線に関する。

従来のリツツ線は、第１図ａに示すような導体
１とこれを被覆した絶縁層２からなる素線３を、
第１図ｂに示すように複数本撚り合せた後、その
外周に接着層４を設けて作成され、円形の仕上り
外形５を有する。

この素線３の絶縁層２に用いられる材料は、主
としてポリエステル（PEW）、ポリウレタン
（UEW）であるが、これらの材料では耐湿性及び
耐熱性を同時に十分に満足できないという欠点が
ある。即ち、ポリエステルは加水分解を起こすた
め、信頼度上耐湿性に問題がある。一方ポリウレ
タンは、後工程のモールド時等に耐熱・耐圧性の
問題があり、シヨートなどを起こす場合がある。

また、第１図ｂに示すようなリツツ線を用い
て、第２図ａに示すような２層巻の駆動コイルを
組立てた場合、高周波損失、絶縁性について問題
がある。即ち、第２図ａのＡ−Ａ断面図を同図ｂ
に、またその部分拡大断面図を第３図に示すが、
巻線間及び層間のギヤツプ長△ｄは、第１図ａに
示すように導体１の径をde、素線３の仕上り径
をｄとすると次式で表わされ、 △ｄ＝ｄ−de ………(1) △ｄは素線３の絶縁層２の皮膜厚で決定されて
いる。

ところで、駆動コイルの高速化に対しては、表
皮効果等に基づく高周波損失を低減するため、リ
ツツ線の素線導体径deを小さくする必要がある。
素線３の仕上り径ｄは、皮膜比Ａ（＞１）を用い
てｄ＝Ade ………(2) と表わすと、式(1)、式(2)から、 △ｄ＝（Ａ−１）de ………(3) となる。使用されているリツツ線は、素線導体径
deの減少に対して、皮膜比Ａがほぼ一定である
ため△ｄが減少する。その結果、第２図ａに示す
駆動コイルにおいては、巻線間・層間の浮遊容量
増加による高周波損失の増大や絶縁性の劣化が起
こるという問題がある。

逆に、巻線間・層間のギヤツプ長△ｄを大きく
するため、素線３の絶縁層２の皮膜厚を大きくす
ると、占積率が減少し直流抵抗が増加するという
問題がある。

以上から、従来のリツツ線を使用した駆動コイ
ルは、その種々の特性が構造上素線絶縁層の皮膜
厚に依存すると共に、その皮膜厚に対して相反す
る傾向をもつため、駆動コイルの高速化に対して
十分な対策がとれないという状況にあつた。

本発明は、かかる状況に鑑みて発明されたもの
で、(1)耐湿性・耐熱性の向上、(2)占積率の増加、
(3)コイル巻線間、層間浮遊容量の低減、(4)コイル
巻線間、層間の絶縁性向上を同時に達成するリツ
ツ線を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために絶縁層を
備えた複数本の素線からなるリツツ線であつて、
該素線の絶縁層の皮膜厚が、 de＜ｄ≦0.93de^0.95 但し、de：素線の導体径、ｄ：絶縁層を含めた素線の仕上り外径を満足する厚みとなつており、該複数本の素線の
外周に絶縁皮膜の層が設けてあるリツツ線に特徴
があります。

以下、本発明を上記４項目の目的との関連から
説明する。

(1) 耐湿性・耐熱性の向上絶縁層として、耐熱性、耐熱性を同時に満足
させる材料がない場合、各々の特性を満足させ
る材料を組み合せて用いることにより、つまり
本発明を用いて素線の絶縁層とリツツ線仕上り
外周の絶縁層のように絶縁層を２層とすること
により、耐湿性、耐熱性を同時に向上させるこ
とができる。

(2) 占積率の増加およびコイル巻線間・層間浮遊
容量の低減と絶縁性向上本発明のように絶縁層を２層設けることによ
り、リツツ線の占積率を従来技術に対して大幅に
増加できることを示す。

第４図ａ，ｂは、各々本発明、従来技術による
リツツ線構造の断面図である。条件として、両者
のリツツ線の外径：D₀、素線の導体径：de₀、絶
縁層の皮膜厚：△a₀がそれぞれ等しい場合を考え
る。

コイルの特性を決める外径D₀、導体径de₀は、
コイル設計時に与えられる重要なパラメータであ
る。また、第４図ａに示した本発明における絶縁
層７の皮膜厚△a₀を、従来技術の素線絶縁層２の
皮膜厚△a₀と等しくし、リツツ線における絶縁層
の機能を素線のレベルからリツツ線全体のレベル
に移行させて考える。

まず、リツツ線の外径D₀、素線の導体径de₀
が、本発明、従来技術で等しいことから、各々の
占積率の比は、素線数Ma、Mbで決まり、次式
で表わせる。

η_a／η_b＝M_a／M_b ………(3) ただし、 η_a：本発明における占積率 M_a：本発明における素線の本数 η_b：従来技術における占積率 M_b：従来技術における素線の本数素線をＭ本撚つた後の仕上り外径Ｄは、断面構
造から素線絶縁層の皮膜比Ａ、素線の導体径de
との間に、Ｄ＝２／√３√Ade ………(4) の関係がある。ただし、素線数Ｍが３以上で、素
線の撚り方法は同心撚りの場合である。

本発明におけるリツツ線の素線数Maは、第４
図ａを用いて △a₀＝D₀−D_a／２ ………(5) Da＝２／√３√_aA_ade₀ ………(6) から、 M_a＝３／４（D₀−２△a₀／A_ade₀）² ………(7) と求まる。

第４図ｂに示した従来技術の場合も同様にし
て、 △a₀＝ｄ−de₀／２＝１／２（A_b−１）de₀ ………(8) D₀＝２／√３√_bA_bde₀ ………(9) から、 M_b＝３／４（D₀／２△a₀＋de₀）² ………(10) と求まる。

従つて、占積率の比η_a／η_bは、 η_a／η_b＝（１−２△a₀／D₀）²（１＋２△a₀／de₀）²
・１／A_a ² ………(11) で表わせる。

式(11)に示す占積率の比η_a／η_bが１以上の値をと
る場合、本発明の目的が達成できる。

式(11)から、与えられた△a₀、D₀、de₀に対して
占積率の比η_a／η_bを１以上にする皮膜比A_aは、
次のようになる。

１＜A_a≦A_amax ………(12) ただし、 A_amax＝（１−2Δa₀／D₀）（１＋２△a₀／de₀） ………（13）従来使用されているリツツ線の一例として、 △a₀＝0.008mm（JIS規格第２種皮膜厚相
当） de₀＝0.09mm D₀＝0.70mm ………（14）を取り上げると、次（13）から、 A_a max＝1.15 ………（15）が得られる。

皮膜比Ａが、JIS規格第２種、第３種で各々
1.18、1.13であることから、本発明において素線
絶縁層２の皮膜比1.13（第３種）、リツツ線仕上り
絶縁層７の皮膜比1.18（第２種）とすると、占積
率の比η_a／η_bの値は1.04となり、占積率の増加を
図れる。

ところで、従来技術の場合、リツツ線を構成す
る素線絶縁層２の皮膜厚は、信頼度、特性の面か
ら占積率が低下しても一定の大きさが必要であつ
た。しかし、本発明のように絶縁層を２つ組合せ
る構造の場合、素線の絶縁層２の皮膜厚は、素線
間の絶縁性を確保できればよく、コイル巻線間・
層間の浮遊容量低減や絶縁性向上はリツツ線仕上
り絶縁層７で満足させることができる。

一方、素線間の電位差は、リツツ線の特徴から
ほぼ零であるため、素線の絶縁層２の皮膜厚は十
分小さくてもよいということになる。

以上から、本発明のように絶縁層を２つ組合せ
る構造の場合、従来技術で信頼度、特性の面から
不可能であつた素線の絶縁層２の皮膜厚を大幅に
小さくすることができる。

従つて、前記した式（14）の条件に対して、素
線の絶縁層２の皮膜比A_aの値を1.13から１の近傍
（第３種未満）にすると、式(11)から、占積率の比
η_a／η_bは1.3とすることができる。つまり、リツ
ツ線に要求される信頼度・特性を向上させなが
ら、占積率の大幅な増加も出来る。

以下、本発明の実施例を説明する。

第５図は本発明の第１の実施例であり、銅導体
１をポリウレタン絶縁層２で被覆した素線３を、
複数本撚り合せた後、その外周にハイボン接着層
４を設け、さらにその外周にポリエステル絶縁層
７を被覆し、仕上り外形５を有するリツツ線の断
面図である。

本実施例のように絶縁層を２層設けることによ
り、従来技術に対して構造上自由度が１つ増加す
るため、巻線間・層間の浮遊容量や絶縁性の向上
は、リツツ線外周に設けたポリエステル絶縁層７
の皮膜厚を増加させ、一方占積率の増加は素線３
のポリウレタン絶縁層２の皮膜厚を減少させるこ
とにより達成し、従来技術の本質的な問題点を解
決することができる。

また、耐湿性・耐熱性の向上は、耐湿性に優れ
たポリウレタン絶縁層２と耐熱性に優れたポリエ
ステル絶縁層７の２層構造により向上させてい
る。

第６図は、本発明の第２の実施例であり、第５
図に示した実施例において、ポリウレタン絶縁層
２の皮膜厚をJIS規格第３種未満としたポリウレ
タン絶縁層８を有するリツツ線の断面図である。
本実施例のように絶縁層を２層設け、かつ素線３
の絶縁層の皮膜厚を小さくすることにより、第４
図に示した実施例よりも占積率が大幅に増加す
る。

第７図は、本発明の第３の実施例であり、銅導
体１をポリウレタン絶縁層８で被覆し、その外周
に熱可塑性樹脂であるハイボン諏着層９を被覆し
た素線３を、複数本撚り合せた後、加熱により各
素線を軟化融着させて固定し、その仕上り外周に
ハイボン接着層４を設け、さらにその外周にポリ
エステル絶縁層７を被覆したリツツ線の断面図で
ある。本実施例のように、絶縁層を２層設け、素
線３の絶縁層の皮膜厚を小さくし、かつ、素線間
の固定を行うことにより、第２図ａに示したよう
なコイル成形時に、特に角部の変形を防止する効
果を有する。

なお、第６図及び第７図にて説明したポリウレ
タン絶縁層８の皮膜厚について説明する。

第１図ａに示したように、導体１の径をde、
この導体１に絶縁層２を施した素線３の仕上り外
径をｄとすると、仕上り外径ｄは皮膜比Ａに関係
する定数Ｂ、ｍを用いて、ｄ＝Ｂ・de^m で表わされ、第３種の絶縁層を施した素線におい
ては、 0.93de^0.95＜ｄ＜0.90de^0.88 で示される。即ちこの領域を第８図においてＵで
示している。なお第８図において、横軸は導体径
de（mm）であり、縦軸は仕上り外径ｄ（mm）であ
る。

そして、第６図及び第７図に示したJIS規格第
３種未満の皮膜厚とは、第８図においては領域Ｖ
で示され、この場合の仕上り外径ｄは、 de＜ｄ≦0.93de^0.95 で表わされるものである。

本発明によれば、(1)耐湿性・耐熱性の向上、(2)
占積率の増加、(3)コイル巻線間・層間浮遊容量の
低減、(4)コイル巻線間・層間の絶縁性向上を同時
に達成できる高性能・高信頼性リツツ線を提供す
るので、従来技術で困難とされていた駆動コイル
の高速化に対する問題点を解決することができる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ及び第１図ｂは従来のリツツ線を構成
する素線及びリツツ線の断面図である。第２図ａ
はリツツ線を用いて形成される駆動コイルの斜視
図、第２図ｂは第２図ａのＡ−Ａ線断面図、第３
図は、第２図ｂの一部を拡大した断面図である。
第４図ａ及び第４図ｂは、それぞれ本発明及び従
来リツツ線の一部拡大断面図である。第５図、第
６図及び第７図は本発明によるリツツ線の３つの
実施例の断面図である。第８図は素線の導体径と
仕上り外径の関係図である。１…導体、２…素線絶縁層、３…素線、４…リ
ツツ線接着層、７…リツツ線絶縁層、９…素線接
着層。

Claims

【特許請求の範囲】１絶縁層を備えた複数本の素線からなるリツツ
線であつて、該素線の絶縁層の皮膜厚が、 de＜ｄ≦0.93de^0.95 但し、de：素線の導体径、ｄ：絶縁層を含めた素線の仕上り外径を満足する厚みとなつており、該複数本の素線の
外周に絶縁皮膜の層が設けてあることを特徴とす
るリツツ線。