JPH0597018U - 高周波変圧器巻線用多層絶縁電線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高周波変圧器等に好適な巻線用多層絶縁電線
を提供する。 【構成】 マグネットワイヤ１の複数本を集束した集束
導体２を形成する。次にこの外周上に耐熱性プラスチッ
クフィルムの巻回層３ａ，３ｂ及び３ｃからなる絶縁層
３を設ける。前記３層のうちの何れか２層の絶縁層で規
定の耐電圧特性を保持せしめるべく形成すると共に、前
記３層の絶縁層の各層はそれぞれ独立していて分離可能
とする。 【効果】 ＩＥＣ，ＵＬ等の各種安全規格に適合する変
圧器巻線用絶縁電線として、スイッチング周波数を高周
波化したときにもスイッチング変圧器の発熱を押さえる
ことが可能となる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は電子機器のスイッチング電源等に用いられる高周波変圧器、高周波リ アクター或は高周波コイルに好適な巻線用絶縁電線に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

一般にスイッチング電源の巻線用絶縁電線としては、単線導体上にポリウレタ ン樹脂，ポリエステル樹脂等の絶縁層を施したマグネットワイヤが単線の状態で 主として用いられている。 スイッチング電源等の安全変圧器については、ＩＥＣ (International Elect rotechnical Commission) 或はＵＬ (Standards of Underwriter's Laboratorie s, Inc.,) 等の各種安全規格に基づき次の如き制約を受ける。 （１）電線の層間や一次，二次巻線間に所定の絶縁フィルムを介して絶縁耐圧を 保証する。 （２）巻線，コア間の沿面距離を確保するため、巻線，コア間を絶縁物でスペー ス絶縁を行なう。このために巻線スペースの制約を受ける。 （３）ピン端子へリード線を引き出す際、絶縁チューブ等を用いて絶縁処理を施 す必要がある。

【０００３】 このような安全規格上の制約から、単線の状態のマグネットワイヤを使用する 場合は変圧器の小型化が困難であったり、各種絶縁処理を施すための部品点数と 工数が必要となりコストアップ要因になり、更に小型で高性能の変圧器を得難い 等の問題があった。そこで本考案者等は実願平２−４９８０２号或は特願平２− １５０１７４号に記述するように変圧器の巻線に三層絶縁電線を用いることを提 案しＩＥＣ或はＵＬ等の安全規格を満足することが可能となっている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

スイッチング電源はスイッチング効率を向上させる目的からスイッチング周波 数に数十ＫＨｚから数百ＫＨｚの高周波数が適用されるようになってきた。しか しながら上記のような高周波帯域になると変圧器巻線の導体内の渦電流損及び表 皮効果による損失が顕著になり、変圧器の発熱量の増大を招き、巻線用絶縁電線 はもとより変圧器の特性を劣化させる恐れが生じてきた。

【０００５】 本考案は上記問題点を解決するために為されたものであり、上記各種安全規格 を満足し、かつスイッチング周波数が高周波数帯域であっても変圧器の発熱量の 低減を図ることが可能な変圧器巻線用絶縁電線を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために本考案は、マグネットワイヤの複数本を集束した集 束導体の外周上に、耐熱性プラスチックフィルムの巻回層からなる絶縁層を少な くとも３層設け、該３層のうちの何れか２層の絶縁層で規定の耐電圧特性を保持 せしめるべく形成すると共に、前記３層の絶縁層の各層はそれぞれ独立していて 分離可能とした高周波変圧器巻線用多層絶縁電線（以下多層絶縁電線と略記する ）にある。

【０００７】 本考案のマグネットワイヤとしては、銅線，銅合金線，或は錫又ははんだめっ き銅線等の単線導体上にポリウレタン樹脂，ポリエステル樹脂等の絶縁層を施し たものが用いられる。導体構成は変圧器の仕様により適宜に選択されるが、複数 本のマグネットワイヤからなる導体断面積で、主として０．０３２mm²（ＡＷＧ ３２）から０．５２mm²（ＡＷＧ２０）の範囲の導体が用いられる。本考案の集 束導体は、前記マグネットワイヤの複数本を略平行に断面円形状に集束したもの でも良いし、前記マグネットワイヤの複数本を集合撚り、同心撚り或はリッツ撚 り等の方法により撚り合わせて断面円形状に集束したものでも良い。

【０００８】 多層絶縁電線の絶縁層としては、耐熱性プラスチックフィルム，例えばポリイ ミドフィルム．芳香族ポリアミドフィルム，ポリエーテルエーテルケトンフィル ム，ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム，又はポリエステルフィル ム等を導体上に一定の重なり部を設けて巻回した巻回層が用いられる。また、上 記の耐熱性プラスチックフィルムに感熱接着層を設け、該フィルムを巻回した後 熱処理を施して融着一体化することもできる。更に、必要であれば，各絶縁層を 明確に識別するために、各絶縁層フィルムを異なる色相のフィルムを用いるとか 或は感熱接着層付フィルムの感熱接着層に染料を添加する等の方法によって各層 を異なる色相に着色して用いても良い。

【０００９】 ３層の絶縁層の各層が独立していて分離可能であるとの意味は、各絶縁層が個 別に剥離可能であり、かつ独立した１層として存在するものを言う。絶縁層の剥 離手段としては、剥離器（ストリッパー）を用いる方法，絶縁層にスリット傷を 入れて除去する方法，絶縁層を熱刃で焼き切り除去する方法，或は巻回したフィ ルムを巻き戻すことによって分離する方法等がある。

【００１０】 マグネットワイヤの皮膜は導体の外周に絶縁塗料を複数回塗布，焼付けして形 成されるが、全塗膜により単一層の絶縁層が形成され、層毎に分離することが不 可能であるため多層絶縁電線とは認められないものである。本考案においてもマ グネットワイヤを使用しているが、単線の状態で多層電線として用いようとして いるのではなく、集束導体を構成する絶縁された素線として用いているものであ る。

【００１１】

【作用】

本考案の集束導体は、マグネットワイヤの複数本を略平行にかつ断面円形状に 集束するか、またはマグネットワイヤの複数本を撚り合わせて断面円形状に集束 したものであり、マグネットワイヤの導体はそれぞれ絶縁されているため渦電流 の発生は低く押さえられるので、渦電流損に伴う高周波抵抗の増加を押さえるこ とが出来る。また集束導体は、単線の導体と比較すると導体表面積が大幅に増大 するため、表皮効果による損失の増大を著しく改善することが可能となる。また 、前記マグネットワイヤの複数本を略平行にかつ断面円形状に集束した場合、或 は前記マグネットワイヤの複数本を撚り合わせて断面円形状に集束する場合でも 撚りピッチを大きくした場合は使用導体の撚り込み長さを短くすることができ、 その分コイルの直流抵抗を減ずることが可能となる。

【００１２】 また、本考案の多層絶縁電線は、少なくとも３層の独立した耐熱性プラスチッ クフィルムの巻回層からなる絶縁層を設け、そのうちの何れか２層で安全規格で 規定する絶縁耐力（ＩＥＣ ９５０の場合３．７５ＫＶ）を保持するよう形成さ れているので、安全規格上十分な絶縁特性を有する巻線用絶縁電線として認めら れ、前述の変圧器に課せられている多くの制約から解放される。

【００１３】

【実施例】

本考案の実施例につき図を用いて説明する。なお、本考案は実施例に限定され るものではない。 実施例１ 図１は本考案の多層絶縁電線の実施例を示す断面図である。マグネットワイヤ １として仕上外径０．１２０ｍｍの２種ポリウレタン銅線０．１０ｍｍを用い、 このポリウレタン銅線１９本を略平行に断面円形状に集束し、集束外径０．６０ ｍｍの集束導体２を形成した。次にこの集束導体２の外周に一次絶縁層３ａとし て赤色に着色したＰＰＳフィルム（３．５ｍｍ幅×０．０３ｍｍ厚）を１／２ラ ップで巻回した巻回層を設け、次にこの外周に二次絶縁層３ｂとして白色に着色 したＰＰＳフィルム（３．５ｍｍ幅×０．０３ｍｍ厚）を１／２ラップで巻回し た巻回層を設け、更にこの外周に三次絶縁層３ｃとして青色に着色したＰＰＳフ ィルム（３．５ｍｍ幅×０．０３ｍｍ厚）を１／２ラップで巻回した巻回層を設 けて多層絶縁電線４を製造した。この多層絶縁電線４の絶縁層３の各層はそれぞ れのフィルムを巻戻すことによって分離が可能であった。

【００１４】 実施例２ マグネットワイヤ１として仕上外径０．１２０ｍｍの２種ポリエステル銅線０ ．１０ｍｍを用い、このポリエステル銅線１９本を断面円形状に２４ｍｍの撚り ピッチで集束し、集束外径０．６０ｍｍの集束導体２を形成した。次にこの集束 導体２の外周に一次絶縁層３ａとして赤色に着色したポリエステルフィルム（３ ．５ｍｍ幅×０．０３ｍｍ厚）を１／２ラップで巻回した巻回層を設け、次にこ の外周に二次絶縁層３ｂとして白色に着色したポリエステルフィルム（３．５ｍ ｍ幅×０．０３ｍｍ厚）を１／２ラップで巻回した巻回層を設け、更にこの外周 に三次絶縁層３ｃとして青色に着色したポリエステルフィルム（３．５ｍｍ幅× ０．０３ｍｍ厚）を１／２ラップで巻回した巻回層を設けて多層絶縁電線４を製 造した。この多層絶縁電線４の絶縁層３の各層はストリッパーによって分離が可 能であった。

【００１５】 耐電圧特性 実施例１及び実施例２の多層絶縁電線について、各絶縁層を設けた試料を採取 し外径及び耐電圧特性を試験した結果は表１の通りで、実施例１及び実施例２と の間には差違は認められなかった。

【００１６】

【表１】

【００１７】 上記の表において注(1) は10mmφマンドレル巻付破壊電圧（15ターン巻付) で ある。表１から明らかなように上記構造の絶縁電線はＩＥＣ９５０規格の耐電圧 特性すなわち３．７５ＫＶ・１分に耐えるものであった。

【００１８】 変圧器昇温試験 本考案実施例１の３層絶縁電線を２次巻線として用いたスイッチング変圧器と ０種ポリウレタン銅線０．６０ｍｍを２次巻線として用いたスイッチング変圧器 とをその他を全く同一にして製造した。出力１３６Ｗのスイッチング電源に用い られる発振周波数５０ＫＨｚのスイッチング変圧器について、これらのスイッチ ング変圧器を出力電圧１６１Ｖ，０．５Ａで作動させ、そのときのスイッチング 変圧器の巻線の表面温度をサーミスタ温度計を用い測定した。その結果を表２に 示す。

【００１９】

【表２】

【００２０】 表２から明らかなように本考案の多層絶縁電線を用いたスイッチング変圧器は 従来の単線の状態のマグネットワイヤを用いた変圧器に比較して７．５℃温度が 低減されていることがわかる。

【００２１】

【考案の効果】

本考案の多層絶縁電線は、マグネッットワイヤの複数本を略平行にかつ断面円 形状に集束した集束導体、またはマグネットワイヤの複数本を撚り合わせて断面 円形状に集束した集束導体を用いることにより、導体に発生する渦電流損及び表 皮効果損による発熱が大幅に低減され、スイッチング周波数を高周波化したとき にもスイッチング変圧器の発熱を押さえる事が可能となり、この結果スイッチン グ電源の効率を向上する事が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の高周波変圧器巻線用多層絶縁電線の実
施例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ マグネットワイヤ ２ 集束導体 ３ 絶縁層 ３ａ 一次絶縁層 ３ｂ 二次絶縁層 ３ｃ 三次絶縁層 ４ 高周波変圧器巻線用多層絶縁電線

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 マグネットワイヤの複数本を集束した集
   束導体の外周上に、耐熱性プラスチックフィルムの巻回
   層からなる絶縁層を少なくとも３層設け、該３層のうち
   の何れか２層の絶縁層で規定の耐電圧特性を保持せしめ
   るべく形成すると共に、前記３層の絶縁層の各層はそれ
   ぞれ独立していて分離可能であることを特徴とする高周
   波変圧器巻線用多層絶縁電線。
2. 【請求項２】 前記集束導体は、前記マグネットワイヤ
   の複数本を略平行にかつ断面円形状に集束した集束導体
   であることを特徴とする請求項１記載の高周波変圧器巻
   線用多層絶縁電線。
3. 【請求項３】 前記集束導体は、前記マグネットワイヤ
   の複数本を撚り合わせて断面円形状に集束した集束導体
   であることを特徴とする請求項１記載の高周波変圧器巻
   線用多層絶縁電線。