WO2014097571A1 - リッツ線コイル - Google Patents

リッツ線コイル Download PDF

Info

Publication number
WO2014097571A1
WO2014097571A1 PCT/JP2013/007234 JP2013007234W WO2014097571A1 WO 2014097571 A1 WO2014097571 A1 WO 2014097571A1 JP 2013007234 W JP2013007234 W JP 2013007234W WO 2014097571 A1 WO2014097571 A1 WO 2014097571A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
litz wire
coil
litz
cross
wire coil
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/007234
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
志朗 長谷川
森　正裕
達也 飯島
聖 三浦
賢治 上谷
市川　昌宏
裕人 野崎
Original Assignee
昭和電線デバイステクノロジー株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 昭和電線デバイステクノロジー株式会社 filed Critical 昭和電線デバイステクノロジー株式会社
Priority to CN201380064088.7A priority Critical patent/CN104838459B/zh
Priority to US14/652,307 priority patent/US9842681B2/en
Publication of WO2014097571A1 publication Critical patent/WO2014097571A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2823—Wires
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2871—Pancake coils
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F5/00—Coils
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F5/00—Coils
    • H01F5/02—Coils wound on non-magnetic supports, e.g. formers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14—Inductive couplings

Definitions

  • the present invention relates to a litz wire coil suitable for an electromagnetic induction type non-contact power supply system.
  • the non-contact power supply system includes a power supply side coil (primary coil) to which electric power is supplied from an AC power source, and a power reception side coil that is disposed to face the power supply side coil and is magnetically coupled to the power supply side coil.
  • the power feeding side coil is arranged outside the vehicle (floor surface), and the power receiving side coil is arranged inside the vehicle.
  • a planar coil formed by winding an enameled wire (a wire with a conductor covered with an insulating film) spirally on the same plane is applied.
  • the planar coil is manufactured, for example, by fixing one end of the wire to the winding frame and rotating the winding frame while applying an appropriate tension to the wire.
  • a litz wire made by twisting multiple enamel wires is wound.
  • a planar coil hereinafter referred to as a litz wire coil. This is because the use of the litz wire can suppress an increase in AC resistance due to the skin effect and proximity effect peculiar to high frequencies.
  • a litz wire coil having an increased space factor has been proposed by rolling a litz wire into a tape shape and processing it into a rectangular cross section and winding it in a spiral shape (for example, Patent Document 1).
  • Patent Document 1 since the space factor is increased, the electrical resistance can be improved, and the coil size is stabilized, so that variations in inductance can be suppressed.
  • litz wire coils used in non-contact power supply systems have high electrical characteristics (high inductance, low resistance) and are not limited in size because they are mounted on vehicles and home appliances. Is required to have a small variation.
  • the outer diameter of the coil may be increased.
  • the flatness (long side / short side) of the cross section of the litz wire is too large as in Patent Document 1, the number of turns for obtaining a desired coil outer diameter increases remarkably, so that it is difficult to increase the inductance.
  • AC resistance There is also an increase in AC resistance.
  • An object of the present invention is to provide a litz wire coil suitable for a non-contact power supply system and having stable and high electrical characteristics.
  • a litz wire coil according to the present invention is a litz wire coil formed by winding a litz wire in which a plurality of enamel wires baked with an insulating film on a conductor are wound in a spiral shape with a predetermined number of turns on the same plane,
  • the cross-sectional shape of the litz wire is substantially rectangular, and the flatness (long side / short side) of the cross-section of the litz wire is 1.10 to 1.60.
  • the litz wire coil according to the present invention is suitable for use in a non-contact power supply system because variation in electrical characteristics is suppressed and AC resistance is low.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a litz wire coil according to an embodiment.
  • 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
  • the litz wire coil 1 shown in FIGS. 1 and 2 is used as a power feeding side coil or a power receiving side coil of a non-contact power feeding system for EV.
  • the litz wire coil 1 is an annular planar coil formed by winding a litz wire 11 in a spiral shape on the same plane by a predetermined number of turns.
  • the litz wire coil 1 has end portions 11a and 11b drawn from the outermost peripheral side and the innermost peripheral side.
  • a terminal fitting (not shown) is connected to the end portions 11a and 11b by, for example, soldering.
  • the litz wire 11 is formed by twisting a plurality of enamel wires (element wires) obtained by baking an insulating film on a conductor.
  • the conductor of the enameled wire is preferably copper or a copper alloy, and aluminum, an aluminum alloy, a clad material of copper and aluminum, or the like can also be applied.
  • the end portions 11a and 11b of the litz wire 11 are terminal fittings such as polyurethane, polyvinyl formal, polyurethane nylon, polyester, polyester nylon, polyesterimide, polyamideimide, polyesterimide / polyamideimide, polyimide, etc.
  • a resin material that melts with high-temperature solder when soldering (not shown) is suitable.
  • the litz wire 11 has a substantially rectangular cross-sectional shape.
  • the flatness (long side / short side) of the cross section of the litz wire 11 is 1.10 to 1.60, preferably 1.20 to 1.40, more preferably 1.25 to 1.35.
  • the electrical characteristics are stabilized and the AC resistance is reduced, so that the transmission efficiency can be improved in the EV non-contact power feeding system.
  • the flatness of the cross-section of the litz wire 11 can be controlled to fall within the above range by appropriately setting the coil design including the selection of the litz wire 11, the winding condition, and the pressurizing condition.
  • the long side is preferably along the radial direction of the coil.
  • the electrical characteristics can be stabilized and the AC resistance can be lowered, and the diameter of the litz wire coil 1 can be easily increased, that is, the inductance can be increased.
  • the electrical characteristics can be stabilized and the AC resistance can be lowered.
  • the litz wire coil 1 preferably has a coil inner diameter D in of 150 to 250 mm, a coil outer diameter D out of 350 to 600 mm, and a winding number of 5 to 50 turns.
  • the litz wire 11 preferably has a strand diameter of 0.04 to 0.25 mm and a twist number of 300 to 4000. As a result, the electrical characteristics can be stabilized, which is suitable for use as a non-contact power feeding system for EVs.
  • the dimensions (coil inner diameter D in , coil outer diameter D out , number of turns) of the litz wire coil 1 are appropriately designed so as to realize a desired transmission efficiency in the non-contact power feeding system.
  • the number of twists, the configuration of the insulating material, and the like are appropriately selected according to the litz wire coil 1 to be manufactured.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a first step of the method of manufacturing the litz wire coil 1.
  • a reel 2 having an outer diameter restricting portion 22 formed upright is used.
  • the inner diameter regulating portion 23 may be formed in a columnar shape.
  • the winding frame 2 should just have the intensity
  • the dimensions of the winding frame 2 are set according to the dimensions of the litz wire coil 1 to be manufactured. That is, the outer diameter of the inner diameter restricting portion 23 corresponds to the inner diameter of the litz wire coil 1, and the inner diameter of the outer diameter restricting portion 22 corresponds to the outer diameter of the litz wire coil 1.
  • mark marks are formed as marks when winding at intervals matching the number of turns of the litz wire coil 1.
  • the litz wire 11 is fed into the winding frame 2 with no tension, and is wound in a spiral shape on the flat surface portion 21 with a predetermined number of turns so that the litz wires 11 do not overlap each other.
  • one end of the litz wire 11 is fixed to the inner peripheral side (or outer peripheral side) of the reel 2 and the reel 2 is rotated at a predetermined rotational speed.
  • the litz wire 11 is fed in accordance with the peripheral speed of the winding position of the litz wire 11. Thereby, the litz wire 11 is sent in a state of no tension.
  • the litz wire 11 since the litz wire 11 is fed without tension, the litz wire 11 can be wound from the outer peripheral side of the litz wire coil 1.
  • the outer diameter of the litz wire 11 is substantially equal to the interval between the marked lines 24, as shown in FIG. In this case, since the deformation amount of the litz wire 11 due to pressure molding is small, the flatness of the litz wire 11 can be easily set to 1.10 to 1.60.
  • the gap is preferably 40% or less in the radial direction of the coil.
  • the litz wire 11 when the outer diameter of the litz wire 11 is set to be equal to or smaller than the interval between the marked lines 24, the litz wire 11 is flattened in the radial direction of the coil by pressure forming in the second step described later. Become. That is, since the long side is along the radial direction in the cross section of the litz wire 11, the diameter of the litz wire coil 1 can be increased without increasing the cross-sectional area (outer diameter) of the litz wire 11. Therefore, it is possible to manufacture a high-inductance and lightweight Litz wire coil 1 suitable for a non-contact power feeding system for EV.
  • the outer diameter of the litz wire 11 may be larger than the interval between the marked lines 24.
  • the litz wire 11 is rolled and flattened in advance, and wound so that the minor axis is the radial direction of the coil.
  • the sending position of the litz wire 11 can be accurately controlled by using the traverse device. Since the winding position of the litz wire 11 changes as the number of windings increases, there is a possibility that tension is applied to the litz wire 11 if the sending position of the litz wire 11 is kept. In the present embodiment, since the delivery position of the litz wire 11 is changed according to the progress of the winding, the litz wire 11 can be reliably fed without tension.
  • the adhesion part which temporarily fixes the litz wire 11 in the plane part 21 of the winding frame 2.
  • FIG. 7 a strip-shaped adhesive tape is radially arranged on the flat portion 21 as the adhesive portion.
  • the wound litz wire 11 is temporarily fixed at that position and does not vary, so that it can be easily wound as designed.
  • the strip-shaped adhesive tape 12 used as an adhesive part for temporarily fixing the litz wire 11 is wound in the radial direction of the litz wire coil 1 after winding (after pressure forming). By doing so, the function of maintaining the coil shape can also be used.
  • the litz wire 11 swings, the gaps between the litz wires 11 or the litz wire 11 floating remain. That is, many defects remain as a coil, and the coil shape is not flat and stable. Therefore, the second step (pressure forming) is performed to finish the litz wire coil 1 into a desired shape.
  • Drawing 8 is a figure shown about the 2nd process of the manufacturing method of litz wire coil 1 concerning an embodiment.
  • the litz wire 11 wound by the pressure member 3 having an annular shape corresponding to the flat portion 21 of the winding frame 2 is disposed in the thickness direction.
  • press molding at a predetermined pressure.
  • the wound litz wire 11 is pressure-formed in the thickness direction (flattened in the radial direction), so that the cross-section of the litz wire 11 becomes rectangular as shown in FIG.
  • the applied pressure in the second step is adjusted according to the required coil accuracy.
  • corrugation and clearance gap between strands can be eliminated because the applied pressure in a 2nd process shall be 0.1 Mpa or more.
  • the whole coil can be cleanly planarized by setting it as 0.5 Mpa or more.
  • a part of the wires can be plastically deformed to increase the space factor.
  • the litz wire coil 1 is subjected to predetermined processing.
  • a belt-shaped adhesive tape is wound in the radial direction of the coil to fix the coil shape.
  • the litz wire 11 is composed of a self-bonding wire (an enameled wire having a surface layer that develops an adhesive force when heated), and at or after pressure forming, at the fusing temperature of the self-bonding wire. Heating may be used to fix the litz wires together.
  • an adhesive may be applied to the entire litz wire coil 1 to fix the coil shape.
  • the litz wire coil 1 may be immersed in an impregnating varnish to fix the coil shape.
  • the method for manufacturing the litz wire coil 1 includes the annular flat surface portion 21, the inner diameter regulating portion 23 formed in the center of the flat surface portion 21 in the shape of a cylinder or a column, and the outer peripheral edge.
  • the Litz wire coil 1 having a very small variation in electrical characteristics (particularly inductance) suitable for a non-contact power feeding system for EV can be stably mass-produced. can do.
  • the entire coil is integrated, it is easy to handle when incorporated in a predetermined device (for example, a non-contact power feeding system for EV).
  • a litz wire was produced by winding the litz wire with a coil inner diameter of 200 mm and the number of turns: 35 turns by the manufacturing method shown in the embodiment. The outer diameter of the coil was adjusted so that the cross-sectional flatness of the litz wire was 1.10 to 1.60.
  • a litz wire having a strand diameter of 0.20 mm and a twist number of 400 (cross-sectional area: 12.6 mm 2 ) was used.
  • Example 2 a strand diameter: 0.11 mm and the number of twists: 1300 The litz wire (cross-sectional area: 12.4 mm 2 ) was used.
  • a litz wire was wound by winding the litz wire with a coil inner diameter of 200 mm and the number of turns: 35 turns by the manufacturing method shown in the embodiment.
  • the outer diameter of the coil was adjusted so that the flatness of the cross section of the litz wire was outside the range of 1.10 to 1.60.
  • the wire diameter: 0.14 mm and the number of twists: 600 (cross-sectional area: 9.2 mm 2 ) were used in addition to those used in the above examples.
  • the alternating current resistance value and inductance in 50 kHz were measured, and the electrical property was evaluated.
  • the evaluation results are shown in Tables 1 to 3.
  • the AC resistance values in Tables 1 to 3 are average values (m ⁇ ) of ten litz wire coils produced in the same manner.
  • the inductance variation is a value (%) calculated from ⁇ (maximum value) ⁇ (minimum value) ⁇ / (average value) based on the measurement results of 10 litz wire coils manufactured in the same manner. . Further, the inductance variation is required to be 1% or less for mass production, and this was used as an evaluation standard.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and can be changed without departing from the gist thereof.
  • the shape of the litz wire coil is not limited to an annular shape, and may be an oval shape or a rectangular shape.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)

Abstract

　導体に絶縁被膜を焼き付けたエナメル線を複数撚り合わせたリッツ線を、同一平面上に所定の巻数で渦巻き状に巻線してなるリッツ線コイルにおいて、リッツ線の断面形状が略矩形となるように加圧成形し、リッツ線の断面の扁平率（長辺／短辺）を１．１０～１．６０、好ましくは１．２０～１．４０、より好ましくは１．２５～１．３５に制御する。

Description

リッツ線コイル
　本発明は、電磁誘導型の非接触給電システムに好適なリッツ線コイルに関する。
　近年、電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）の充電方法の一つとして、コイルを用いた電磁誘導方式の非接触給電システムが検討されている。非接触給電システムは、交流電源から電力が供給される給電側コイル（一次コイル）と、給電側コイルに対向して配置され、給電側コイルと磁気的に結合する受電側コイルとを備える。ＥＶ用の非接触給電システムにおいては、給電側コイルが車外（床面）に配置され、受電側コイルが車内に配置される。
　給電側コイル及び受電側コイルには、例えばエナメル線（導体を絶縁皮膜で被覆した線材）を同一平面上で渦巻き状に巻線してなる平面コイルが適用される。平面コイルは、例えば、線材の一端側を巻枠に固定し、線材に適当な張力を付加しながら巻枠を回転させることにより製造される。単心のエナメル線をコイル用の線材として適用する場合、インダクタンス等の電気特性のばらつきは小さく、実用範囲内で量産することが可能である。
　また、ＥＶ用の非接触給電システムのように、高周波の大電流を流して大電力を伝送する必要がある場合は、複数本のエナメル線（素線）を撚り合わせたリッツ線を巻線してなる平面コイル（以下、リッツ線コイル）が用いられる。リッツ線を用いることで、高周波特有の表皮効果や近接効果による交流抵抗の増大を抑制できるためである。
　従来、リッツ線をテープ状に圧延して断面矩形状に加工した上で、渦巻き状に巻線することにより、占積率を高めたリッツ線コイルが提案されている（例えば特許文献１）。特許文献１のリッツ線コイルによれば、占積率が高まるので、電気抵抗の向上を図ることができるとともに、コイル寸法が安定するのでインダクタンスのばらつきを抑えることができる。
特開２０００－２１５９７２号公報
　ところで、非接触給電システムに用いられるリッツ線コイルには、車両や家電等に搭載するために、寸法上の制約を受けながらも、高い電気特性を有し（高インダクタンス、低抵抗）、またインダクタンスのばらつきの小さいことが要求される。リッツ線コイルのインダクタンスを高めるためには、コイル外径を大きくすればよい。しかしながら、特許文献１のようにリッツ線の断面の扁平率（長辺／短辺）が大きすぎると、所望のコイル外径とするための巻数が著しく増加するため、インダクタンスを高めるのが困難であり、交流抵抗が増大することにもなる。このように、現状では、寸法上の要求を満たしながら、一般の使用に耐えうる高い電気特性を有するものは実現されていない。
　本発明の目的は、非接触給電システムに好適で、安定した高い電気特性を有するリッツ線コイルを提供することである。
　本発明に係るリッツ線コイルは、導体に絶縁被膜を焼き付けたエナメル線を複数撚り合わせたリッツ線を、同一平面上に所定の巻数で渦巻き状に巻線してなるリッツ線コイルであって、
　前記リッツ線の断面形状が略矩形であり、かつ前記リッツ線の断面の扁平率（長辺／短辺）が１．１０～１．６０であることを特徴とする。
　本発明に係るリッツ線コイルは、電気特性のばらつきが抑制されるとともに、交流抵抗が低くなるので、非接触給電システムの用途として好適である。
実施の形態に係るリッツ線コイルを示す図である。 実施の形態に係るリッツ線コイルを示す図である。 実施の形態に係るリッツ線コイルの製造方法（第１工程）を示す図である。 第１工程におけるリッツ線の配置態様の一例を示す図である。 第１工程におけるリッツ線の配置態様の他の一例を示す図である。 第１工程におけるリッツ線の配置態様の他の一例を示す図である。 実施の形態に係るリッツ線コイルの他の一例を示す図である。 実施の形態に係るリッツ線コイルの製造方法（第２工程）を示す図である。 第２工程後のリッツ線コイルの断面形状を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
　図１は、実施の形態に係るリッツ線コイルを示す図である。図２は、図１におけるＡ－Ａ断面図である。
　図１、２に示すリッツ線コイル１は、ＥＶ用の非接触給電システムの給電側コイル又は受電側コイルとして用いられるものである。リッツ線コイル１は、リッツ線１１を同一平面上で渦巻き状に所定の巻数だけ巻線してなる円環状の平面コイルである。リッツ線コイル１は、最外周側と最内周側から引き出される端部１１ａ、１１ｂを有する。この端部１１ａ、１１ｂには、例えば半田付けにより端子金具（図示略）が接続される。
　リッツ線１１は、導体に絶縁被膜を焼き付けたエナメル線（素線）を、複数本撚り合わせたものである。エナメル線の導体は、銅又は銅合金であることが好ましく、アルミニウム、アルミニウム合金、又は銅とアルミニウムのクラッド材等を適用することもできる。また、エナメル線の絶縁皮膜には、ポリウレタン、ポリビニルホルマール、ポリウレタンナイロン、ポリエステル、ポリエステルナイロン、ポリエステルイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド／ポリアミドイミド、ポリイミド等、リッツ線１１の端部１１ａ、１１ｂを端子金具（図示略）に半田付けする際に高温の半田により溶融する樹脂材料が好適である。
　また、図２に示すように、リッツ線１１は、略矩形の断面形状を有する。リッツ線１１の断面の扁平率（長辺／短辺）は１．１０～１．６０であり、好ましくは１．２０～１．４０、より好ましくは１．２５～１．３５である。これにより、電気特性が安定するとともに、交流抵抗が小さくなるので、ＥＶ用の非接触給電システムにおいて伝送効率の向上を図ることができる。
　なお、リッツ線１１の選定を含むコイル設計、及び巻線条件、加圧条件を適宜設定することにより、リッツ線１１の断面の扁平率が上記範囲に収まるように制御することができる。
　リッツ線１１の断面において、長辺はコイルの径方向に沿うことが好ましい。これにより、電気特性の安定化、交流抵抗の低抵抗化を図ることができる上、容易にリッツ線コイル１の大径化を図ることができ、すなわちインダクタンスを高くすることができる。
　なお、リッツ線１１の断面において、長辺がコイルの厚さ方向に沿うようにしても、電気特性の安定化、交流抵抗の低抵抗化を図ることができる。
　リッツ線コイル１は、コイル内径Ｄｉｎが１５０～２５０ｍｍ、コイル外径Ｄｏｕｔが３５０～６００ｍｍ、巻数が５～５０ターンであることが好ましい。また、リッツ線１１は、素線径が０．０４～０．２５ｍｍ、撚り本数が３００～４０００本であることが好ましい。これにより、電気特性の安定化を図ることができるので、ＥＶ用の非接触給電システムの用途として好適である。
　リッツ線コイル１の寸法（コイル内径Ｄｉｎ、コイル外径Ｄｏｕｔ、巻数）は、非接触給電システムにおいて所望の伝送効率が実現されるように適宜に設計され、リッツ線１１の素線径、撚り本数、絶縁材料等の構成は、製造するリッツ線コイル１に応じて適宜に選定される。
　リッツ線コイル１は、例えば以下に示す方法によって製造することができる。図３は、リッツ線コイル１の製造方法の第１工程について示す図である。
　図３に示すように、本実施の形態では、第１工程において、円環状の平面部２１と、平面部２１の中央に円筒状に形成された内径規制部２３と、平面部２１の外周縁に起立して形成された外径規制部２２とを有する巻枠２を用いる。なお、内径規制部２３は円柱状に形成されてもよい。
　巻枠２は、後述する第２工程（加圧成形工程）において破損しない程度の強度を有していればよく、例えばアルミニウム合金または鉄で構成される。後述する加圧部材３も同様である。巻枠２の寸法は、製造するリッツ線コイル１の寸法に合わせて設定される。すなわち、内径規制部２３の外径がリッツ線コイル１の内径に相当し、外径規制部２２の内径がリッツ線コイル１の外径に相当する。
　平面部２１には、リッツ線コイル１の巻数に整合する間隔で巻線時の目印となる標線が形成される。この標線２４に沿ってリッツ線１１を配置していくことで、所望の態様に巻線されているかを確認しつつ巻線することができるので、容易に設計通りの巻数とすることができる。
　第１の工程では、巻枠２にリッツ線１１を無張力で送り込み、平面部２１に所定の巻数で、リッツ線１１同士が重ならないように渦巻き状に巻線する。具体的には、リッツ線１１の一端部を巻枠２の内周側（又は外周側）に固定し、巻枠２を所定の回転速度で回転させる。このとき、リッツ線１１の巻き込み位置の周速度に合わせてリッツ線１１を送り込む。これにより、リッツ線１１は無張力の状態で送り込まれる。第１工程では、リッツ線１１を無張力で送り込むため、リッツ線コイル１の外周側からリッツ線１１を巻線することもできる。
　リッツ線１１の外径が標線２４の間隔に略等しい場合、図４に示すように、リッツ線１１はほぼ密着した状態で整列して巻線される。この場合、加圧成形によるリッツ線１１の変形量は小さいので、リッツ線１１の扁平率を容易に１．１０～１．６０とすることができる。
　リッツ線１１の外径が標線２４の間隔よりも小さい場合は、図５に示すように、隣接するリッツ線１１の間に隙間を形成しつつ巻線する。リッツ線１１の外径が小さい程、すなわち隙間が大きい程リッツ線１１の扁平率は大きくなる。リッツ線１１の扁平率を１．１０～１．６０にするには、コイルの径方向において隙間が４０％以下であることが好ましい。
　図４、図５に示すように、リッツ線１１の外径を標線２４の間隔以下とした場合、後述する第２工程の加圧成形によりリッツ線１１はコイルの径方向に扁平することとなる。すなわち、リッツ線１１の断面において長辺が径方向に沿うため、リッツ線１１の断面積（外径）を大きくすることなく、リッツ線コイル１の大径化を図ることができる。したがって、ＥＶ用の非接触給電システムに好適な、高インダクタンスで軽量のリッツ線コイル１を製造することができる。
　なお、リッツ線１１の外径は標線２４の間隔より大きくてもよい。この場合、図６に示すように、予めリッツ線１１を圧延して扁平させて、短径がコイルの径方向となるように巻線する。
　また、リッツ線１１の巻線の進行状況に応じて、リッツ線１１の送り出し位置を変化させるのが好ましい。具体的には、トラバース装置を用いることにより、リッツ線１１の送り出し位置を正確に制御することができる。
　巻数が増加するに伴ってリッツ線１１の巻き込み位置が変化するため、リッツ線１１の送り出し位置を保持したままとすると、リッツ線１１に張力が付加される虞がある。本実施の形態では、リッツ線１１の送り出し位置を巻線の進行状況に応じて変化させるので、リッツ線１１を確実に無張力で送り込むことができる。
　また、巻枠２の平面部２１には、リッツ線１１を仮固定する接着部を配置するのが好ましい。例えば、接着部として、帯状の接着テープを、平面部２１に放射状に配置する。これにより、巻線されたリッツ線１１はその位置に仮固定され、ばらつかないので、容易に設計通りに巻線することができる。
　また、図７に示すように、リッツ線１１を仮固定するための接着部として用いた帯状の接着テープ１２を、巻線後（加圧成形後）にリッツ線コイル１の径方向に巻回するようにすれば、コイル形状を保持する機能も兼用させることができる。
　第１工程（巻線工程）においてリッツ線１１を巻線し終わった状態では、リッツ線１１の振れやリッツ線１１間の隙間、又はリッツ線１１の浮き上がりなどが残存する。すなわち、コイルとしては欠陥が多く残った状態であり、平坦で安定したコイル形状とはなっていない。そこで、第２工程（加圧成形）を行い、リッツ線コイル１を所望の形状に仕上げる。
　図８は、実施の形態に係るリッツ線コイル１の製造方法の第２工程について示す図である。
　図８に示すように、本実施の形態では、第２工程において、巻枠２の平面部２１に対応する円環形状を有する加圧部材３によって、巻線されたリッツ線１１を厚さ方向に所定の圧力で加圧成形する。第２工程において、巻線されたリッツ線１１を厚さ方向に加圧成形する（径方向に扁平させる）ことにより、図９に示すようにリッツ線１１の断面が矩形となる。
　第２工程における加圧力は、要求されるコイル精度に応じて調整される。例えば、第２工程における加圧力を、０．１ＭＰａ以上とすることで、素線間の凹凸や隙間をなくすことができる。また、０．５ＭＰａ以上とすることで、コイル全体をきれいに平坦化することができる。さらには、５．０ＭＰａ以上とすれば、一部の素線を塑性変形させて占積率を上げることができる。
　加圧成形したリッツ線コイル１のコイル形状を保持するために、リッツ線コイル１には所定の処理が施される。
　例えば、前述したように、帯状の接着テープをコイルの径方向に巻回してコイル形状を固定する。
　また例えば、リッツ線１１を自己融着線（加熱時に接着力を発現する表層を有するエナメル線）で構成し、加圧成形とともに、又は加圧成形の後に、自己融着線の融着温度で加熱して、リッツ線同士を固着するようにしてもよい。
　また例えば、リッツ線コイル１の全体に接着剤を塗布してコイル形状を固定するようにしてもよい。この場合、巻枠２には離型剤を塗布しておくのが好ましい。
　また例えば、リッツ線コイル１を含浸ワニスに浸漬してコイル形状を固定するようにしてもよい。
　このように、本実施の形態に係るリッツ線コイル１の製造方法は、環状の平面部２１と、平面部２１の中央に円筒又は円柱状に形成された内径規制部２３と、外周縁に起立して形成された外径規制部２２を有する巻枠２に、リッツ線１１を無張力で送り込み、平面部２１に所定の巻数で渦巻き状に巻線する第１工程（巻線工程）と、平面部２１に対応する形状を有する加圧部材３によって、巻線されたリッツ線１１を厚さ方向に所定の圧力で加圧成形する第２工程（加圧成形工程）と、を備える。
　かかる製造方法によれば、コイル形状が高精度で制御されるので、ＥＶ用の非接触給電システムに好適な、電気特性（特にインダクタンス）のばらつきが極めて小さいリッツ線コイル１を、安定して量産することができる。また、コイル全体が一体化しているので、所定の装置（例えばＥＶ用の非接触給電システム）に組み込む際の取り扱いが容易になる。
［実施例］
　実施例では、実施の形態で示した製造方法により、コイル内径２００ｍｍ、巻数：３５ターンでリッツ線を巻線し、リッツ線コイルを作製した。コイル外径は、リッツ線の断面の扁平率が１．１０～１．６０となるように調整した。実施例１では、素線径：０．２０ｍｍ、撚り本数：４００本（断面積：１２．６ｍｍ２）のリッツ線を用い、実施例２では、素線径：０．１１ｍｍ、撚り本数：１３００本（断面積：１２．４ｍｍ２）のリッツ線を用いた。
［比較例］
　比較例では、実施の形態で示した製造方法により、コイル内径２００ｍｍ、巻数：３５ターンでリッツ線を巻線し、リッツ線コイルを作製した。コイル外径は、リッツ線の断面の扁平率が１．１０～１．６０の範囲外となるように調整した。また、リッツ線には、上記実施例で用いたものの他、素線径：０．１４ｍｍ、撚り本数：６００本のもの（断面積：９．２ｍｍ２）を用いた。
　実施例及び比較例で作製したリッツ線コイルについて、５０ｋＨｚでの交流抵抗値、及びインダクタンスを測定し、電気特性を評価した。評価結果を表１～３に示す。
　なお、表１～３における交流抵抗値は、同様にして作製した１０個のリッツ線コイルの平均値（ｍΩ）である。また、インダクタンスのばらつきは、同様にして作製した１０個のリッツ線コイルの測定結果に基づいて、｛（最大値）－（最小値）｝／（平均値）より算出した値（％）である。また、インダクタンスのばらつきは、量産する上で１％以下であることが要求されるので、これを評価基準とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
  
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
  
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
  
　表１～３に示すように、リッツ線の断面の扁平率が１．１０～１．６０の場合に、交流抵抗が低く、インダクタンスのばらつきも１％以下となった（実施例１、２）。特に、リッツ線の断面の扁平率が１．２０～１．４０の場合に、より低い交流抵抗の値が得られ（実施例１－２～１－５、２－２～２－５）、更にリッツ線の断面の扁平率が１．２５～１．３５の場合には、インダクタンスのばらつきがさらに小さくなった（実施例１－３、１－４、２－３、２－４）。
　以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
　例えば、リッツ線コイルの形状は、円環状に限定されず、長円環状、角環状であってもよい。
　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　２０１２年１２月１７日出願の特願２０１２－２７４５７８の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
　１　リッツ線コイル
　１１　リッツ線

Claims (6)

  1. 　導体に絶縁被膜を焼き付けたエナメル線を複数撚り合わせたリッツ線を、同一平面上に所定の巻数で渦巻き状に巻線してなるリッツ線コイルであって、
    　前記リッツ線の断面形状が略矩形であり、かつ前記リッツ線の断面の扁平率（長辺／短辺）が１．１０～１．６０であることを特徴とするリッツ線コイル。
  2. 　前記リッツ線の断面の扁平率（長辺／短辺）が１．２０～１．４０である請求項１に記載のリッツ線コイル。
  3. 　前記リッツ線の断面の扁平率（長辺／短辺）が１．２５～１．３５であることを特徴とする請求項２に記載のリッツ線コイル。
  4. 　前記リッツ線は、素線径が０．０４～０．２５ｍｍ、撚り数が３００～４０００本であることを特徴とする請求項１に記載のリッツ線コイル。
  5. 　コイル内径が１５０～２５０ｍｍ、コイル外径が３５０～６００ｍｍ、巻数が５～５０ターンであることを特徴とする請求項１に記載のリッツ線コイル。
  6. 　前記リッツ線の断面における長辺がコイルの径方向に沿うことを特徴とする請求項１に記載のリッツ線コイル。
PCT/JP2013/007234 2012-12-17 2013-12-09 リッツ線コイル WO2014097571A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201380064088.7A CN104838459B (zh) 2012-12-17 2013-12-09 绞合线线圈
US14/652,307 US9842681B2 (en) 2012-12-17 2013-12-09 Litz wire coil

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012274578A JP5629304B2 (ja) 2012-12-17 2012-12-17 リッツ線コイル
JP2012-274578 2012-12-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014097571A1 true WO2014097571A1 (ja) 2014-06-26

Family

ID=50977934

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2013/007234 WO2014097571A1 (ja) 2012-12-17 2013-12-09 リッツ線コイル

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9842681B2 (ja)
JP (1) JP5629304B2 (ja)
CN (1) CN104838459B (ja)
WO (1) WO2014097571A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9272157B2 (en) 2010-05-02 2016-03-01 Nervive, Inc. Modulating function of neural structures near the ear
US9339645B2 (en) 2010-05-02 2016-05-17 Nervive, Inc. Modulating function of the facial nerve system or related neural structures via the ear
US10065047B2 (en) 2013-05-20 2018-09-04 Nervive, Inc. Coordinating emergency treatment of cardiac dysfunction and non-cardiac neural dysfunction

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6365108B2 (ja) * 2014-08-20 2018-08-01 Tdk株式会社 コイルユニット
JP6365110B2 (ja) * 2014-08-20 2018-08-01 Tdk株式会社 コイルユニット
JP6365109B2 (ja) * 2014-08-20 2018-08-01 Tdk株式会社 コイルユニット
DE102014218874A1 (de) 2014-09-19 2016-03-24 Forschungszentrum Jülich GmbH Spule mit hoher Güte
US20160225514A1 (en) * 2015-02-04 2016-08-04 Astec International Limited Power transformers and methods of manufacturing transformers and windings
JP6035378B1 (ja) * 2015-06-11 2016-11-30 昭和電線デバイステクノロジー株式会社 リッツ線コイル
DE102015213616A1 (de) * 2015-07-20 2017-01-26 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Spulenwicklung aus HF-Litze, elektrische Maschine mit einer derartigen Spulenwicklung und Verfahren zu deren Herstellung
JP6668726B2 (ja) * 2015-12-10 2020-03-18 株式会社デンソー 電磁弁
US10144302B2 (en) * 2016-09-23 2018-12-04 Qualcomm Incorporated Twisted wire for power charging
JP2019004020A (ja) * 2017-06-14 2019-01-10 矢崎総業株式会社 電力伝送コイル及び電力伝送コイルの製造方法
US11309125B2 (en) 2017-06-14 2022-04-19 Yazaki Corporation Power transmission unit and power transmission coil
JP2019207933A (ja) 2018-05-29 2019-12-05 トヨタ自動車株式会社 コイルモジュールおよびコイルユニット
JP2020174142A (ja) * 2019-04-11 2020-10-22 昭和電線ケーブルシステム株式会社 コイル装置およびコイル装置の製造方法
CN111834100A (zh) * 2019-04-16 2020-10-27 致伸科技股份有限公司 无线充电装置及其发射端模块与发射端线圈
EP4162511A1 (en) * 2020-06-08 2023-04-12 Tc1 Llc Systems and methods for wireless power resonators with core cavity
US20220295893A1 (en) * 2021-03-20 2022-09-22 Shenzhen Eigate Technology Co., Ltd. Electromagnetic coil, electromagnetic induction device comprising electromagnetic coil, and high-frequency induction heater comprising electromagnetic coil
JP7355398B2 (ja) * 2021-03-30 2023-10-03 株式会社セルコ 無接点充電コイルユニット及びその製造方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH051115U (ja) * 1991-02-19 1993-01-08 昭和電線電纜株式会社 複合平角リツツ線
JPH06119825A (ja) * 1992-10-02 1994-04-28 Hitachi Cable Ltd リッツ線及びその製造方法
JP2004047701A (ja) * 2002-07-11 2004-02-12 Jfe Steel Kk 非接触充電器用平面磁気素子
JP2007317914A (ja) * 2006-05-26 2007-12-06 Asuka Electron Kk 空芯コイル及びこれを用いた電気回路ユニット
JP2007324532A (ja) * 2006-06-05 2007-12-13 Meleagros Corp 電力伝送方法、電力伝送装置のコイルの選別方法および使用方法
JP2009245658A (ja) * 2008-03-28 2009-10-22 Furukawa Electric Co Ltd:The 平角電線及びその製造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58106704A (ja) * 1981-12-18 1983-06-25 株式会社日立製作所 リツツ線およびこれを用いたコイル
JP3792062B2 (ja) 1999-01-22 2006-06-28 昭和電線電纜株式会社 誘導加熱コイルの製造方法
CN1178564C (zh) * 1999-05-07 2004-12-01 古河电气工业株式会社 布线方法和装置以及ic卡制造方法
JP3971692B2 (ja) * 2002-11-13 2007-09-05 本田技研工業株式会社 スロットレス永久磁石式回転電機及びその巻線製造方法
CA2774934A1 (en) * 2008-09-23 2010-04-01 Aerovironment, Inc. Stator winding heat sink configuraton
US9130395B2 (en) * 2008-12-12 2015-09-08 Hanrim Postech Co., Ltd. Non-contact charging station with planar spiral power transmission coil and method for controlling the same
JP5814291B2 (ja) * 2013-04-11 2015-11-17 トヨタ自動車株式会社 素線の集合体の製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH051115U (ja) * 1991-02-19 1993-01-08 昭和電線電纜株式会社 複合平角リツツ線
JPH06119825A (ja) * 1992-10-02 1994-04-28 Hitachi Cable Ltd リッツ線及びその製造方法
JP2004047701A (ja) * 2002-07-11 2004-02-12 Jfe Steel Kk 非接触充電器用平面磁気素子
JP2007317914A (ja) * 2006-05-26 2007-12-06 Asuka Electron Kk 空芯コイル及びこれを用いた電気回路ユニット
JP2007324532A (ja) * 2006-06-05 2007-12-13 Meleagros Corp 電力伝送方法、電力伝送装置のコイルの選別方法および使用方法
JP2009245658A (ja) * 2008-03-28 2009-10-22 Furukawa Electric Co Ltd:The 平角電線及びその製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9272157B2 (en) 2010-05-02 2016-03-01 Nervive, Inc. Modulating function of neural structures near the ear
US9339645B2 (en) 2010-05-02 2016-05-17 Nervive, Inc. Modulating function of the facial nerve system or related neural structures via the ear
US10105549B2 (en) 2010-05-02 2018-10-23 Nervive, Inc. Modulating function of neural structures near the ear
US10065047B2 (en) 2013-05-20 2018-09-04 Nervive, Inc. Coordinating emergency treatment of cardiac dysfunction and non-cardiac neural dysfunction

Also Published As

Publication number Publication date
US20150332841A1 (en) 2015-11-19
CN104838459A (zh) 2015-08-12
JP5629304B2 (ja) 2014-11-19
CN104838459B (zh) 2018-01-19
JP2014120325A (ja) 2014-06-30
US9842681B2 (en) 2017-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5629304B2 (ja) リッツ線コイル
JP5613268B2 (ja) 非接触給電システム
KR20200113098A (ko) 이동수단의 무선충전용 수신코일 및 이를 이용한 이동수단의 무선충전용 전력수신장치
CN104167846A (zh) 制造自承式气隙绕组尤其是小型电机的斜绕组的成型线圈
US20120092117A1 (en) Conductor wire for motor and coil for motor
JP7038677B2 (ja) 非接触給電装置およびコイル
US20170352474A1 (en) Coil device and method for manufacturing the same
JP6092862B2 (ja) コイル状部材及びコイル装置
JP6035378B1 (ja) リッツ線コイル
JP2013229401A (ja) 渦巻型コイル
EP2984660B1 (en) Element wire assembly and method for manufacturing the same
JP6971062B2 (ja) 非接触給電装置用コイルおよび非接触給電装置用コイルの製造方法
JP2003086026A (ja) 高周波用積層平角エナメル電線およびその製造方法
CN111226296B (zh) 无线充电系统中的磁线圈的制造方法
JP6499723B2 (ja) 非接触給電装置、コイルおよびコイルの製造方法
US11380480B2 (en) Strip induction coil for wireless charging of a vehicle battery
JP4482295B2 (ja) 電気機器用コイルの製造方法
JP6539024B2 (ja) コイル、及びコイル部品
WO2016185724A1 (ja) リッツ線、リッツ線コイル、及びリッツ線の製造方法
CN216435633U (zh) 一种线圈结构以及无线充电装置
JP7199170B2 (ja) 非接触給電装置、コイルおよびコイルの製造方法
CN106374697B (zh) 磁体及其制造方法
TW201013716A (en) Manufacturing method of an electrically conductive coil

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13865826

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14652307

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13865826

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1