TWI459408B - Insulated wires and coils - Google Patents

Description

絕緣電線及線圈

本發明有關於絕緣電線及線圈，更詳細而言有關於高頻特性和絕緣特性優良之絕緣電線及線圈。

先前，已知有一種李玆線，其特徵係於將由複數根漆包線構成之鉸線從外側壓縮為圓形而使漆包線交替密接而成之外周，設置有自融著層(例如，參照專利文獻1)。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開平06-119825號公報

上述先前之李玆線係具有優良之高頻特性。

但是，在製造時係將由複數根漆包線構成之鉸線通過圓形模型而從外側壓縮成為圓形，此時與外周面相當之漆包層會因與圓形模型之摩擦而損傷，使外周面之絕緣特性降低。亦即，上述先前之李玆線會有絕緣特性之問題。因此，在捲繞為線圈之情況時，容易發生捲線間之短路、即層間短路，可靠度會有問題。另外，雖外周面設有自融著層，但此無法保障絕緣特性。

因此，本發明之目的在於提供一種具有優良之高頻特性和絕緣特性之絕緣電線及線圈。

在第1觀點中，本發明提供一種絕緣電線，其特徵在於，其具備有：聚集線，係聚集複數根剖面輪廓為非圓形之漆包線使整體剖面輪廓為圓形而成者；及第1絕緣被覆，於上述聚集線之外周捲繞絕緣帶以捆束上述聚集線。

在上述第1觀點之絕緣電線中，將聚集複數根之剖面輪廓為非圓形之漆包線使整體剖面輪廓為圓形而成之聚集線捆束地捲繞絕緣帶而形成第1絕緣被覆。在使複數根漆包線通過圓形模型並從外側壓縮為圓形以製造聚集線之情況時，與聚集線之外周面相當之漆包層會因與圓形模型之摩擦而損傷，而使聚集線外周面之絕緣特性降低。但是，本發明時由於在聚集線之外周設置有至少為1層之絕緣被覆，因此可獲得充分之絕緣特性。另外，經由捲繞絕緣帶而可防止聚集線之散離，因此在捲繞為線圈時可獲得均一成品外徑。另外，相較於單線而可減小高頻銅損，因此其具有優良之高頻特性。

構成聚集線之漆包線之合計根數，就提高高頻特性之觀點而言最好為4根以上。又，當聚集線之製造時係使用圓形模型來進行壓縮之情況時，就壓縮性之觀點而言，最好為11根以下。

在第2觀點中，本發明提供一種絕緣電線，其中，不捻絞地平行捆束上述複數根之漆包線。

在上述第2觀點之絕緣電線中，因為係不捻絞地平行捆束複數根之漆包線，因此當與捻絞之情況比較時可減少成品外形。另外，可縮短線長。進而，可減小直流電阻。另外，在捻絞複數根漆包線之情況時，其捻絞加工步驟相較於壓縮步驟或帶捲繞步驟，其加工線速度較慢，因此其生產效率較差，而成為製造成本上升之原因，但本發明由於不需要該捻絞加工步驟，因此可提高生產效率，並可降低製造成本。

在第3觀點中，本發明提供一種絕緣電線，其在上述第1或第2觀點之絕緣電線中，在上述複數根漆包線之全部或一部分之銅線外周，形成有軟磁性層。

在上述第3觀點之絕緣電線中，係以軟磁性層覆蓋銅線，因此產生渦電流損失之磁通相較於銅線部分而容易通過表面之磁性層。因為磁性層具有較銅還高之固有電阻，因此可減小渦電流損失。故，可更進一步地減小高頻銅損，並可更進一步地提高高頻特性。

在第4觀點中，本發明提供一種絕緣電線，其特徵在於，其具備有：聚集線，係聚集複數根剖面輪廓為非圓形之漆包線及裸露銅線使整體剖面輪廓為圓形且裸露銅線彼此之間保持不相鄰接配置而成者；及第1絕緣被覆，在上述聚集線之外周捲繞絕緣帶以捆束上述聚集線。

在上述第4觀點之絕緣電線中，將聚集複數根剖面輪廓為非圓形之漆包線及裸露銅線使整體剖面輪廓為圓形且裸露銅線彼此之間保持不相鄰接配置而成之聚集帶，捆束地捲繞絕緣帶而形成第1絕緣被覆。在使複數根漆包線及裸露銅線通過圓形模型並從外側壓縮為圓形而製造聚集線之情況時，與聚集線之外周面相當的漆包層會因與圓形模型之摩擦而損傷，而使聚集線外周面之絕緣特性降低。但是，本發明係在聚集線之外周設置有至少1層之絕緣被覆，因此可獲得充分之絕緣特性。另外，經由之捲繞絕緣帶而可防止聚集線之散離，因此在捲繞為線圈時亦可獲得均一之成品外徑。另外，相較於單線可減小高頻銅損，因此其具有優良之高頻特性。進而，因為其一部分係使用裸露銅線，因此當與全部使用漆包線之情況相比較時，其可提高焊接性且同時可降低成本。

構成聚集線之漆包線及裸露銅線之合計根數，就提高高頻特性之觀點而言最好為4根以上。當聚集線之製造係使用圓形模型而進行壓縮之情況時，就壓縮性之觀點而言，最好為11根以下。

在第5觀點中，本發明提供一種絕緣電線，其在上述第4觀點之絕緣電線中，不捻絞地平行捆束上述複數根漆包線及裸露銅線。

在上述第5觀點之絕緣電線中，係不捻絞地平行捆束複數根漆包線及裸露銅線，因此當與捻絞之情況比較時，可使成品外形減小。另外，可使線長縮短，並可減小直流電阻。另外，在捻絞複數根漆包線及裸露銅線之情況時，其捻絞加工步驟相較於壓縮步驟或帶捲繞步驟加工線速度較慢，因此生產效率變為較差，而成為製造成本上升之原因，但是本發明時由於不需要該捻絞加工步驟，因此可提高生產效率，使製造成本降低。

在第6觀點中，本發明提供一種絕緣電線，在上述第4或第5觀點之絕緣電線中，在上述複數根漆包線之全部或一部分之銅線及裸露銅線之全部或一部分之至少一者外周，形成有軟磁性層。

在上述第6觀點之絕緣電線中，係以軟磁性層覆蓋銅線，因此產生渦電流損失之磁通相較於銅線部分可容易通過表面之磁性層。磁性層由於具有比銅還高之固有電阻，因此可減小渦電流損失。故，可更進一步地減小高頻銅損，並可更進一步提高高頻特性。

在第7觀點中，本發明提供一種絕緣電線，在上述第4至第6觀點中任一觀點之絕緣電線中，在上述裸露銅線之全部或一部分之最外周，形成有鍍錫層。

在上述第7觀點之絕緣電線中，係使聚集線之一部分露出有鍍錫層，因此可提高焊接性。

在第8觀點中，本發明提供一種絕緣電線，在上述第1至第7觀點中任一觀點之絕緣電線中，在上述第1絕緣被覆之外周捲繞絕緣帶而形成第2絕緣被覆，在上述第2絕緣被覆之外周捲繞絕緣帶而形成第3絕緣被覆。

在上述第8觀點之絕緣電線中，係捲繞3層以上之絕緣帶，因此可視為安全規格所規定之強化絕緣電線，當使用開關電源等中所使用之高頻變壓器時，其亦可有助於不需要在一次‧二次間設置絕緣隔壁等之高頻變壓器小型化等。

在第9觀點中，本發明提供一種絕緣電線，其在上述第1至第7觀點中任一觀點之絕緣電線中，在上述第1絕緣被覆之外周擠壓樹脂而形成第2絕緣被覆，在上述第2絕緣被覆之外周擠壓樹脂而形成第3絕緣被覆。

在上述第9觀點之絕緣電線中，係可提高捲線性。另外，可獲得充分之絕緣特性。因此，可使用在例如開關電源等之高頻變壓器之線圈，在此種情況時，其亦可有助於不需要在一次‧二次間設置絕緣隔壁等之高頻變壓器小型化等。

在第10觀點中，本發明提供一種絕緣電線，在第1至第9觀點中任一觀點之絕緣電線中，在最外周設有自融著層。

在上述第10點之絕緣電線中，係可獲得線圈之形狀保持性。另外，若將自融著層之內側層設為樹脂擠壓層，則可容易形成自融著層。

在第11觀點中，本發明提供一種線圈，其特徵在於，其係捲繞有上述第1至第10觀點中任一觀點之絕緣電線而成者。

在上述第11觀點之線圈中，係使用具有優良高頻特性及絕緣特性之絕緣電線，因此其成為具有優良高頻特性及絕緣特性之線圈。另外，亦容易小型化。其可使用在例如開關電源等之高頻變壓器之線圈，在此種情況時，其亦可有助於在一次‧二次間不需要設置絕緣隔壁等之高頻變壓器小型化等。

依照本發明之絕緣電線，期可提高高頻特性及絕緣特性。另外，可使成品外徑變小。

依照本發明之線圈，可提高高頻特性及絕緣特性。另外，可易於達到小型化。

以下，根據圖示之實施形態而更詳細說明本發明。另外，不由此而限制本發明。

[實施例] -實施例1-

圖1係表示實施例1之絕緣電線101之側視圖。圖2係圖1中A-A’之剖視圖。

該絕緣電線101係具備有：聚集線11，係將剖面輪廓為非圓形之7根漆包線4平行聚集而使整體之剖面輪廓為圓形者；第1絕緣被覆1，係在聚集線11之外周捲繞絕緣帶以捆束聚集線11而成者；第2絕緣被覆2，係在第1絕緣被覆1捲繞絕緣帶而成者；及第3絕緣被覆3，係在第2絕緣被覆2捲繞絕緣帶而成者。

漆包線4係在銅線4a之外周燒結漆包層4b者。

若以具體例表示，絕緣電線101之外徑為0.69mm，導體剖面積為0.191平方mm，絕緣帶為聚酯膜。

絕緣電線101例如可由以下方式進行連續製造、亦即使在外徑0.21mm之圓形剖面輪廓銅線燒結有膜厚1.5μm之耐熱胺甲酸乙酯樹脂而成之漆包線，以7根相平行聚集，使其通過口徑0.51mm之圓形模型後經壓縮而製造聚集線11(壓縮步驟)，並在該聚集線11之外周以3階段進行帶捲繞(帶捲繞步驟)。

依照實施例1之絕緣電線101，可獲得以下之效果。

(1)　當與具有相同導體剖面積之單線比較時，其可減小高頻損失。

(2)　其具有3層之絕緣被覆1、2、3，因此絕緣特性優良。

(3)　經由捲繞絕緣帶而可防止壓縮之聚集線11之散離。

(4)　因為可不捻絞地平行捆束漆包線4，因此相較於捻絞之情況可使外形變小。另外，可縮短線長。進而，可減小直流電阻。

(5)　在捻絞複數根漆包線4之情況時，其捻絞加工步驟之加工線速相較於壓縮步驟或帶捲繞步驟而較慢，因此生產效率較差，成為製造成本上升之原因，但因本實施例不需要該捻絞加工步驟，故可提高生產效率，可降低製造成本。

-實施例2-

圖3係表示實施例2之絕緣電線102之剖視圖。

該絕緣電線102係具備有：聚集線12，係將剖面輪廓為非圓形之7根漆包磁性線5平行聚集而使整體之剖面輪廓為圓形者；第1絕緣被覆1，係在聚集線12之外周捲繞絕緣帶以捆束聚集線12而成者；第2絕緣被覆2，係在第1絕緣被覆1捲繞絕緣帶而成者；及第3絕緣被覆3，係在第2絕緣被覆2捲繞絕緣帶而成者。

漆包磁性線5係在銅線4a之外周形成軟磁性層5a並在其外周燒結漆包層4b者。

若以具體例表示，軟磁性層5a係容易追隨經壓縮步驟之壓縮變形或拉伸變形之鎳或鎳合金。軟磁性層5a之厚度例如為1.5μm。

依照實施例2之絕緣電線102，除了具有實施例1之絕緣電線101之效果外，可更進一步透過軟磁性層5a之磁屏蔽效果來減低高頻損失。

-實施例3-

圖4係表示實施例3之絕緣電線103之剖視圖。

該絕緣電線103係具備有：聚集線13，係在剖面輪廓為非圓形之1根裸露銅線6周圍，平行聚集剖面輪廓為非圓形之6根漆包線4而使整體之剖面輪為圓形者；第1絕緣被覆1，係在聚集線13之外周捲繞絕緣帶以捆束聚集線13而成者；第2絕緣被覆2，係在第1絕緣被覆1捲繞絕緣帶而成者；及第3絕緣被覆3，係在第2絕緣被覆2捲繞絕緣帶而成者。

依照實施例3之絕緣電線103，除了具有實施例1之絕緣電線101之效果外，因為係使用裸露銅線6，故當與全部為漆包線4之情況相比較時，其可使成本降低。

-實施例4-

圖5係表示實施例4之絕緣電線104之剖視圖。

該絕緣電線104係具備有：聚集線14，係在剖面輪廓為非圓形之1根漆包磁性線5周圍，平行聚集剖面輪廓為非圓形之3根漆包磁性線5及剖面輪廓為非圓形之3根鍍錫銅線7，而使整體之剖面輪廓為圓形，且鍍錫銅線7彼此間保持不互相鄰接之配置；第1絕緣被覆1，係在聚集線14之外周捲繞絕緣帶以捆束聚集線14而成者；第2絕緣被覆2，係在第1絕緣被覆1捲繞絕緣帶而成者；及第3絕緣被覆3，係在第2絕緣被覆2捲繞絕緣帶而成者。

依照實施例4之絕緣電線104，除了具有實施例3之絕緣電線103效果外，因為使用鍍錫銅線7，因此可提高焊錫性。

-實施例5-

圖6係表示實施例5之絕緣電線105之側視圖。

該絕緣電線105係具備有：聚集線11，係將剖面輪廓為非圓形之7根漆包線4平行聚集而使整體之剖面輪廓為圓形者；第1絕緣被覆1，係在聚集線11之外周捲繞絕緣帶以捆束聚集線11而成者；第2絕緣被覆2’，係藉由樹脂擠壓而被覆第1絕緣被覆1之外周而成者；及第3絕緣被覆3’，係藉由樹脂擠壓而被覆第2絕緣被覆2’之外周而成者。

依照實施例5之絕緣電線105，除了具有實施例3之絕緣電線103效果外，更可提高捲線性。

-實施例6-

圖7係表示實施例6之絕緣電線106之剖視圖。

該絕緣電線106係在實施例5之絕緣電線105最外周形成有自融著層9者。

依照實施例6之絕緣電線106，除了具有實施例5之絕緣電線105效果外，當線圈化時可提高形狀保持性。

-實施例7-

亦可適當組合實施例1~實施例6之各元件。例如，亦可在實施例1之第3絕緣被覆3外周設置自融著層9。另外，亦可使用鍍錫銅線來代替實施例3之裸露銅線6

-實施例8-

捲繞實施例1之絕緣電線101(導體剖面積0.191平方mm、外徑0.69mm)，製作圈數52圈、線圈長度5mm、線圈內徑20mm之空心線圈。

該空心線圈之線圈層數為7層，線圈外徑為30mm，線圈直流電阻為0.360Ω，100kHz下之有效電阻為0.82Ω，200kHz之有效電阻為2.17Ω。

-比較例1-

在外徑0.5mm之剖面輪廓為圓形之銅線外周，以3階段進行帶捲繞，而製作單線(導體剖面積0.196平方mm、外徑0.68mm)。捲繞該單線，製作圈數52圈、線圈長度5mm、線圈內徑20mm之空心線圈。

該空心線圈之線圈層數為7層，線圈外徑為30mm，線圈直流電阻為0.355Ω，100kHz下之有效電阻為2.76Ω，200kHz下之有效電阻為5.70Ω。

實施例8之線圈相較於比較例1之線圈雖然外徑尺寸相同，但其具有優良之高頻特性。

-比較例2-

在外徑0.2mm之剖面輪廓為圓形之銅線，燒結膜厚1.5μm之耐熱胺甲酸乙酯樹脂而成漆包線，捻絞7根之漆包線用來製作聚集線(捻絞加工步驟)，在該聚集線之外周以3階段進行帶捲繞，而製作李玆線(導體剖面積0.220平方mm、外徑0.84mm)。捲繞該李玆線，而製作圈數52圈、線圈長度5mm、線圈內徑20mm之空心線圈。

該空心線圈之線圈層數為9層，線圈外徑為35mm，線圈直流電阻為0.341Ω，100kHz下之有效電阻為0.78Ω，200kHz下之有效電阻為2.02Ω。

實施例8之線圈相較於比較例2之線圈雖然高頻損失大致相同但其具有優良之小型化特性。

(產業上之可利用性)

本發明之絕緣電線及線圈可利用在開關電源之變壓器或非接觸式供電裝置之線圈或馬達等。

1．．．第1絕緣被覆

2、2’．．．第2絕緣被覆

3、3’．．．第3絕緣被覆

4．．．漆包線

4a．．．銅線

4b．．．漆包層

5．．．漆包磁性線

5a．．．軟磁性層

6．．．裸露銅線

7．．．鍍錫銅線

7a．．．鍍錫層

9．．．自融著層

11~14．．．聚集線

101~106．．．絕緣電線

圖1係表示實施例1之絕緣電線之側視圖。

圖2係圖1之A-A’剖視圖。

圖3係表示實施例2之絕緣電線之剖視圖。

圖4係表示實施例3之絕緣電線之剖視圖。

圖5係表示實施例4之絕緣電線之剖視圖。

圖6係表示實施例5之絕緣電線之剖視圖。

圖7係表示實施例6之絕緣電線之側視圖。

1．．．第1絕緣被覆

2．．．第2絕緣被覆

3．．．第3絕緣被覆

4．．．漆包線

11．．．聚集線

101．．．絕緣電線

Claims (18)

1. 一種絕緣電線，其特徵在於，其具備有：聚集線，係聚集複數根剖面輪廓為非圓形之漆包線使整體剖面輪廓為圓形者；及第1絕緣被覆，於上述聚集線之外周捲繞絕緣帶以捆束上述聚集線。
2. 如申請專利範圍第1項之絕緣電線，其中，不捻絞地平行捆束上述複數根之漆包線。
3. 如申請專利範圍第1項之絕緣電線，其中，在上述複數根漆包線之全部或一部分之銅線外周，形成有軟磁性層。
4. 如申請專利範圍第2項之絕緣電線，其中，在上述複數根漆包線之全部或一部分之銅線外周，形成有軟磁性層。
5. 一種絕緣電線，其特徵在於，其具備有：聚集線，係聚集複數根剖面輪廓為非圓形之漆包線及裸露銅線使整體剖面輪廓為圓形且裸露銅線彼此間保持不相鄰接配置而成；及第1絕緣被覆，在上述聚集線之外周捲繞絕緣帶以捆束上述聚集線。
6. 如申請專利範圍第5項之絕緣電線，其中，不捻絞地平行捆束上述複數根漆包線及裸露銅線。
7. 如申請專利範圍第5項之絕緣電線，其中，在上述複數根漆包線之全部或一部分之銅線及裸露銅線之全部或一部分之至少一者外周，形成有軟磁性層。
8. 如申請專利範圍第6項之絕緣電線，其中，在上述複數 根漆包線之全部或一部分之銅線及裸露銅線之全部或一部分之至少一者外周，形成有軟磁性層。
9. 如申請專利範圍第5項之絕緣電線，其中，在上述裸露銅線之全部或一部分之最外周，形成有鍍錫層。
10. 如申請專利範圍第6項之絕緣電線，其中，在上述裸露銅線之全部或一部分之最外周，形成有鍍錫層。
11. 如申請專利範圍第7項之絕緣電線，其中，在上述裸露銅線之全部或一部分之最外周，形成有鍍錫層。
12. 如申請專利範圍第8項之絕緣電線，其中，在上述裸露銅線之全部或一部分之最外周，形成有鍍錫層。
13. 如申請專利範圍第1至12項中任一項之絕緣電線，其中，在上述第1絕緣被覆之外周捲繞絕緣帶而形成第2絕緣被覆，在上述第2絕緣被覆之外周捲繞絕緣帶而形成第3絕緣被覆。
14. 如申請專利範圍第1至12項中任一項之絕緣電線，其中，在上述第1絕緣被覆之外周擠壓樹脂而形成第2絕緣被覆，在上述第2絕緣被覆之外周擠壓樹脂而形成第3絕緣被覆。
15. 如申請專利範圍第1至12項中任一項之絕緣電線，其中，在最外周設有自融著層。
16. 如申請專利範圍第13項之絕緣電線，其中，在最外周設有自融著層。
17. 如申請專利範圍第14項之絕緣電線，其中，在最外周設有自融著層。
18. 一種線圈，其特徵在於，其係捲繞有申請專利範圍第1至17項中任一項之絕緣電線而成者。