JP2019160434A - 高周波コイル用絶縁電線 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明に係る高周波コイル用絶縁電線20は、図1〜図3に示すように、化合物層被覆素線10を複数本撚り合わせた撚り線11と、その撚り線11の外周に設けられた絶縁層4とを有している。詳しくは、中心導体1と、中心導体1の外周に設けられ、銅及び鉄族元素で構成された金属層2と、金属層2の外周に設けられ、金属層2の構成金属と錯体を形成してなる化合物層3とで構成された化合物層被覆素線10を複数本撚り合わせた撚り線11、及び、撚り線11の外周に設けられた絶縁層4、を有している。
化合物層被覆素線10は、図1〜図3に示すように、高周波コイル用絶縁電線20の構成要素である。この化合物層被覆素線10が複数本撚り合わされて撚り線11となり、その撚り線11の外周に絶縁層4が設けられて高周波コイル用絶縁電線20となる。この化合物層被覆素線10は、具体的には、中心導体1と、その中心導体1の外周に設けられ、銅及び鉄族元素で構成された金属層2と、その金属層2の外周に設けられ、金属層2の構成金属と錯体を形成してなる化合物層3とで構成されている。
中心導体1は、図1に示すように、化合物層被覆素線10の中心に位置するコア導体であり、コイル用絶縁電線の中心導体となるものであれば各種のものを適用できる。中心導体1の材質としては、銅又は銅合金、アルミニウム又はアルミニウム合金、銅クラッド材等を挙げることができる。銅としては、タフピッチ銅、無酸素銅等を挙げることができる。銅合金としては、銅−銀合金(銀入り銅。例えば0.02〜6質量%の銀入り銅)、銅−錫合金(錫入り銅。例えば0.15〜7質量%の錫入り銅)等を挙げることができる。なお、タフピッチ銅か無酸素銅であるかは、JIS H−3510に準拠した水素脆化試験によって判定することができ、銅−銀合金(銀入り銅)、銅−錫合金(錫入り銅)のいずれかであるかも、含まれる元素をICP発光分光分析によって測定して定性及び定量分析することができる。アルミニウム及びアルミニウム合金としては、コイル用絶縁電線に適用可能な純アルミニウムや各種アルミニウム合金を挙げることができる。銅クラッド材も、コイル用絶縁電線に適用可能な銅クラッドアルミニウム等を挙げることができる。
金属層2は、中心導体1の外周に設けられており、銅と鉄族元素とで構成されている。銅は、後述する化合物層3を形成し易いとともにはんだ付け性も良好なものとするように作用し、鉄族元素は、強磁性体となって磁気シールド効果を有して高周波帯域での交流抵抗の上昇を抑えるように作用する。したがって、銅と鉄族元素とで構成される金属層2は、化合物層3を形成し易く、鉄族元素の腐食を抑制して耐食性が増すように作用し(主に銅の作用)、はんだ付け性を確保するように作用し(主に銅の作用)、高周波特性を向上させるように作用する(主に鉄族元素の作用)。
化合物層3は、金属層2の外周に設けられ、金属層2の構成成分と錯体を形成してなるものである。化合物層3は、金属層2の構成成分と錯体を形成することができる化合物を金属層2に接触させて形成される。
撚り線11は、図2及び図3に示すように、化合物層3で被覆された化合物層被覆素線10を複数本撚り合わせたものである。撚り合わせとしては、集合撚りや同心撚り等を挙げることができ、撚り線に圧縮加工を施してさらに外径を小さくしてもよい。撚りピッチ等については任意に設定され、特に限定されない。また、化合物層被覆素線10の本数についても特に限定されず、要求される製品仕様やコイル仕様に応じて任意に設定される。
絶縁層4は、図2及び図3に示すように、撚り線11の外周に被覆され、例えば絶縁性塗布皮膜、絶縁性押出し樹脂又は絶縁性テープ、及びそれらの組み合わせにより形成されていることが好ましい。この絶縁層4は、はんだ付け温度で分解する材料で構成されていてもよく、その場合には、はんだ付けによって端末処理を行うことができる。
得られた高周波コイル用絶縁電線20は、モーター、インバータ、非接触給電用等のパワー半導体を使う高周波分野に絶縁電線を用いたコイル(リアクトル、インダクタ、チョークコイル、ノイズフィルター、IHヒータ、電源トランス等)として使用される。この高周波コイル用絶縁電線20は、安定した高周波特性を示すことができ、低コストで製造可能な細径の高周波コイル用絶縁電線となる。
本発明に係る高周波コイル用絶縁電線20で製造されたコイル部品30の一例を、図4に示す。このコイル部品30は、外径の小さい絶縁電線20を用いるので、コイルの小形化を実現することができるとともに、単位体積当たりの絶縁電線の占有率を高めることができる。
直径8.0mmのタフピッチ銅線の外周に、鉄50質量%を含有する厚さ0.25mmの銅鉄合金テープを沿わせて包み込み、合わせ部を溶接し、ダイス引きして断面積比で10%被覆となる金属層2を有する銅鉄合金被覆銅線(直径7.0mm)の素線を作製した。続く伸線加工では、熱処理と冷間加工とを繰り返して直径0.1mmの素線とし、この素線を21本準備した。21本の素線を50m/分の速度でイミダゾール水溶液中に0.3秒間浸漬させ、水洗後、130℃で乾燥させ、厚さ0.1μmの化合物層3を設けた化合物層被覆素線10を作製した。この化合物層被覆素線10をそのままピッチ18mmで撚り合わせ、直径0.53mmの撚り線11を作製した。イミダゾール水溶液として、イミダゾール5質量%、酢酸10質量%、他添加剤0.5質量%程度を含有させた水溶液を用いた。続いて、撚り線11の上にPETテープを3層巻き付けて厚さ85μmの絶縁層4を形成した。このようにして、直径約0.70mmとなる実施例1の絶縁電線20を作製した。
鉄10質量%を含有する厚さ0.25mmの銅鉄合金テープを用いた他は、実施例1と同様にして、実施例2の絶縁電線20を作製した。
ニッケル10質量%を含有する厚さ0.25mmの銅ニッケル合金テープを用いた他は、実施例1と同様にして、実施例3の絶縁電線20を作製した。
コバルト10質量%を含有する厚さ1.65mmの銅コバルト合金テープを用いた他は、実施例1と同様にして、実施例4の絶縁電線20を作製した。なお、銅コバルト合金被覆銅線は、断面積比で50%被覆となる金属層2を有するものとなっている。
実施例4と同じコバルト10質量%を含有する厚さ1.65mmの銅コバルト合金テープを用い、断面積比で50%被覆となる金属層2を有する銅コバルト合金被覆銅線とし、さらに、その銅コバルト合金被覆銅線21本を10m/分の速度でイミダゾール水溶液中に1.5秒間浸漬し、水洗、乾燥して、厚さ0.3μmの化合物層3が設けられた化合物層被覆素線10を形成した他は、実施例4と同様にして、実施例5の絶縁電線20を作製した。
直径8.0mmの銀2質量%を含有する銀入り銅線の外周に、鉄10質量%を含有する厚さ1.25mmの銅鉄合金テープを沿わせて包み込み、合わせ部を溶接し、ダイス引きして断面積比で30%被覆となる金属層2を有する銅鉄合金被覆銅線(直径8.0mm)の素線を作製した。続く伸線加工以降は、実施例1と同様にして、実施例6の絶縁電線20を作製した。
直径8.0mmの無酸素銅線の外周に、鉄10質量%を含有する厚さ1.25mmの銅鉄合金テープを沿わせて包み込み、合わせ部を溶接し、ダイス引きして断面積比で30%被覆となる金属層2を有する銅鉄合金被覆銅線(直径8.0mm)の素線を作製した。続く伸線加工以降は、実施例1と同様にして、実施例7の絶縁電線20を作製した。
直径8.0mmのタフピッチ銅に銅鉄合金テープ等を適用することなくそのままダイス引きして、直径7.0mmのタフピッチ銅素線を作製した。それ以外は、実施例1と同様にして、比較例1の絶縁電線を作製した。
比較例1と同様に、直径7.0mmのタフピッチ銅素線を作製し、さらに、そのタフピッチ銅素線21本を50m/分の速度でイミダゾール水溶液中に0.1秒間浸漬し、水洗、乾燥して、厚さ0.03μmの化合物層3が設けられた化合物層被覆素線10を形成した。それ以外は、比較例1と同様にして、比較例2の絶縁電線を作製した。
実施例1と同じ鉄50質量%を含有する厚さ0.25mmの銅鉄合金テープを用い、断面積比で10%被覆となる金属層2を有する銅鉄合金被覆銅線とし、さらに、その銅鉄合金被覆銅線21本を50m/分の速度でイミダゾール水溶液中に0.1秒間浸漬し、水洗、乾燥して、厚さ0.03μmの化合物層3が設けられた化合物層被覆素線10を形成した。それ以外は、実施例1と同様にして、比較例3の絶縁電線を作製した。
実施例1〜7及び比較例1〜3で作製した絶縁電線を用い、直径12mmのボビンに8ターン巻付けてコイル形状とし、アジレント・テクノロジー社製のHP4284AプレシジョンLCRメーターにて、500kHzにおける当該コイルのQ値を評価した。
2 金属層
3 化合物層
4 絶縁層
5 絶縁層
10 化合物層被覆素線
11 撚り線
20 高周波コイル用絶縁電線
21 ボビン
22 外径の大きい従来の絶縁電線
30 コイル部品
Claims (8)
- 中心導体と、前記中心導体の外周に設けられ、銅及び鉄族元素で構成された金属層と、前記金属層の外周に設けられ、前記金属層の構成金属と錯体を形成してなる化合物層とで構成された化合物層被覆素線を複数本撚り合わせた撚り線、及び、前記撚り線の外周に設けられた絶縁層、を有する、ことを特徴とする高周波コイル用絶縁電線。
- 前記化合物層が、はんだ付け温度で分解する材料で構成されている、請求項1に記載の高周波コイル用絶縁電線。
- 前記化合物層が、前記金属層を構成する銅と錯体を形成してなる銅イミダゾール化合物層である、請求項1又は2に記載の高周波コイル用絶縁電線。
- 前記化合物層の厚さが、0.05〜0.5μmの範囲内である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の高周波コイル用絶縁電線。
- 前記絶縁層が、絶縁性塗布皮膜、絶縁性押出し樹脂、絶縁性テープ、及びそれらの組み合わせから選ばれる、請求項1〜4のいずれか1項に記載の高周波コイル用絶縁電線。
- 前記中心導体が、タフピッチ銅、無酸素銅、銀入り銅、錫入り銅、銅クラッドアルミニウム、アルミニウム及びアルミニウム合金から選ばれる、請求項1〜5のいずれか1項に記載の高周波コイル用絶縁電線。
- 前記金属層が、銅鉄合金、銅ニッケル合金及び銅コバルト合金から選ばれる、請求項1〜6のいずれか1項に記載の高周波コイル用絶縁電線。
- 前記金属層に含まれる鉄、ニッケル及びコバルトから選ばれる1又は2以上の鉄族元素の含有率が、5〜50質量%の範囲内である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の高周波コイル用絶縁電線。
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RU214353U1 (ru) * | 2022-06-27 | 2022-10-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Электрозащитные решения" | Устройство для защиты от высокочастотных перенапряжений |
Citations (2)
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---|---|---|---|---|
JPH0398210A (ja) * | 1989-09-08 | 1991-04-23 | Totoku Electric Co Ltd | 複合金属めっき線 |
JP2016134273A (ja) * | 2015-01-19 | 2016-07-25 | 東京特殊電線株式会社 | 絶縁電線及びそれを用いたコイル並びに絶縁電線の製造方法 |
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2018
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