TW201633335A - 線圈之冷卻構造 - Google Patents

Abstract

本發明目的在於提供一種線圈之冷卻構造，其可確保從線圈端面到冷卻板的熱傳遞性，又可抑制線圈通電時因熱膨脹所造成之冷卻板破損。 本發明之線圈之冷卻構造，具備：線圈，其含有繞著預定軸線多次卷繞的帶狀導體；氧化鋁層，係藉由熔射形成於線圈之預定軸線方向上的端面，且表面業經平坦化；冷卻板，係以氧化鋁為主體形成為板狀且內部形成有冷卻介質之流路；及接著劑，係用以接著氧化鋁層及冷卻板，並會依氧化鋁層與冷卻板之熱膨脹量不同而彈性變形。

Description

線圈之冷卻構造 發明領域

本發明係有關於冷卻線圈之構造。

發明背景

有一線圈，係將在細長形的導電性板材上結合有絕緣層的板狀構件卷成線圈狀而形成(參照專利文獻1)。專利文獻1中記載，使冷卻要素直接接觸線圈之中心軸線方向上的板狀構件之端部，就能令對線圈通電所產生之熱傳遞至冷卻要素。

先前技術文獻 專利文獻

專利文獻1：日本專利特許第4022181號公報

發明概要

然而，單憑使線圈之中心軸線方向的端面接觸冷卻要素，無法充分確保從線圈往冷卻要素的熱傳遞性。爰此，本案發明人想出一種以接著劑將線圈之中心軸線方 向上的端面與以氧化鋁為主體形成為板狀之冷卻板加以接著以令兩者確實密著的冷卻構造。但是，已證實此一冷卻構造在對線圈通電時線圈之熱膨脹量與冷卻板之熱膨脹量上會產生差異，讓冷卻板破損。

本發明係為解決上述課題而產生，其主要目的在於提供一種具有下述特性的線圈之冷卻構造：可確保從線圈端面往冷卻板的熱傳遞性，同時又可抑制線圈通電時因熱膨脹所造成的冷卻板破損。

以下記述用以解決上述課題之手段及其作用效果。

第1手段係一種線圈之冷卻構造，其特徵在於具備：線圈，其含有繞著預定軸線多次卷繞的帶狀導體；氧化鋁層，係藉由熔射形成於前述線圈之前述預定軸線方向的端面，且表面業經平坦化；冷卻板，係以氧化鋁為主體形成為板狀且內部形成有冷卻介質之流路；及接著劑，係用以接著前述氧化鋁層及前述冷卻板，並會依前述氧化鋁層與前述冷卻板之熱膨脹量差異而彈性變形。

依據上述構成，線圈含有繞著預定軸線多次卷繞的帶狀導體。而且，藉由熔射於線圈之上述預定軸線方向上的端面形成有氧化鋁層，且氧化鋁層之表面業經平坦化。所以，可藉氧化鋁層填滿線圈端面上由經多次卷繞之導體形成的凹凸，使線圈之熱有效率地傳遞到業經平坦化的氧化鋁層表面。

冷卻板係以氧化鋁為主體形成為板狀，且內部形成有冷卻介質之流路。又因為氧化鋁層與冷卻板藉由接著劑而接著，所以可確保從氧化鋁層往冷卻板的熱傳遞性。已傳遞到冷卻板之熱會隨著在冷卻板內部之流路中流通的冷卻介質而移向外部等。

在此，上述接著劑會依氧化鋁層與冷卻板之熱膨脹量差異而彈性變形。所以，對線圈通電時即使於氧化鋁層之熱膨脹量與冷卻板之熱膨脹量上產生差異，也可藉由接著劑吸收該熱膨脹量差異。於是，可緩和作用於冷卻板的熱應力，進而可抑制冷卻板的破損。

在第2手段，前述接著劑係以滿足下述條件的厚度形成：不會在對前述導體通電時因前述彈性變形而自前述氧化鋁層及前述冷卻板剝離，且熱阻比預定值小。

依據上述構成，接著劑係以不會在對導體通電時因彈性變形而自氧化鋁層及冷卻板剝離且熱阻比預定值小的厚度形成。因此，接著劑可吸收氧化鋁層之熱膨脹量與冷卻板之熱膨脹量差異兼又確保從氧化鋁層往冷卻板的熱傳遞性。

在第3手段，前述接著劑為電絕緣性。

依據上述構成，除了氧化鋁層之外，還可藉由接著劑提升線圈在預定軸線方向上的電絕緣性。

在第4手段，前述接著劑係以耐熱性樹脂為主成分而形成。

依據上述構成，接著劑係以耐熱性樹脂為主成 分而形成，所以即使接著劑因線圈發熱而變高溫，仍可維持接著劑的特性。

具體上，如第5手段，前述接著劑可採用以聚矽氧樹脂為主成分之接著劑的構成。

在第6手段，前述接著劑之厚度係設定為厚於5μm且薄於30μm。

依據上述構成，接著劑係以聚矽氧樹脂為主成分且形成為厚於5μm且薄於30μm。因此，可有效吸收氧化鋁層之熱膨脹量與冷卻板之熱膨脹量差異，同時可充分確保從氧化鋁層往冷卻板的熱傳遞性。

在第7手段，前述接著劑中之低分子矽氧烷的3~20聚物之合計含量為50ppm以下。

依據上述構成，接著劑中之低分子矽氧烷含量為50ppm以下，所以可有效抑制對線圈通電時產生低分子矽氧烷。

在第8手段，前述接著劑係業經低分子矽氧烷減低處理者。

以聚矽氧樹脂為主成分之接著劑有時會因加熱而產生低分子矽氧烷。低分子矽氧烷為導電部導通不良或光學系混濁的原因。關於此點，本案發明人聚焦在藉由將以聚矽氧樹脂為主成分之接著劑進行洗淨處理或減壓處理(低分子矽氧烷減低處理)可使低分子矽氧烷含量驟減上。因此，依據上述構成，在對線圈通電時可抑制從接著劑產生低分子矽氧烷。

30‧‧‧線圈

31‧‧‧卷體

32‧‧‧銅箔(導體層)

32a‧‧‧銅箔圖樣(導體層)

33‧‧‧絕緣層

33a‧‧‧絕緣層圖樣(絕緣層)

34‧‧‧接著層

34a‧‧‧接著層圖樣(接著層)

35‧‧‧覆蓋膜(基層)

36‧‧‧積層片材

36a‧‧‧積層片材圖樣(積層片材)

37‧‧‧線圈用片材

37A‧‧‧線圈用片材卷料

37B‧‧‧線圈用片材卷料

37a‧‧‧初始片材

38‧‧‧固定鐵心(軸芯)

39‧‧‧氧化鋁層

40‧‧‧接著劑

41‧‧‧冷卻板

41a‧‧‧流路

圖1係顯示線圈之冷卻構造的示意圖。

圖2係顯示線圈用片材之製造方法的示意圖。

圖3係顯示線圈用片材之截面圖。

圖4係顯示線圈用片材之平面圖。

圖5係顯示線圈用片材卷料之立體圖。

圖6係顯示積層片材圖樣之卷體形成步驟的示意圖。

圖7係顯示卷體之接著層圖樣之熱硬化步驟的示意圖。

圖8係圖1中之區域C的擴大截面圖。

圖9係顯示在接著劑厚度10μm的情況下，位在冷卻水入口側之線圈溫度上升的圖表。

圖10係顯示在接著劑厚度30μm的情況下，位在冷卻水入口側之線圈溫度上升的圖表。

圖11係顯示在接著劑厚度10μm的情況下，位在冷卻水出口側之線圈溫度上升的圖表。

圖12係顯示在接著劑厚度30μm的情況下，位在冷卻水出口側之線圈溫度上升的圖表。

圖13係顯示線圈用片材製造方法之變更例的示意圖。

用以實施發明之形態

以下就實施形態參照圖式加以說明。本實施形態係具體化為一使用在電磁致動器之線圈的冷卻構造。作為電磁致動器，例如可於電磁閥使用本實施形態之線圈的 冷卻構造。

如圖1所示，線圈30之冷卻構造10具備本體20、線圈30、固定鐵心38及冷卻板41等。

本體20為電磁致動器之本體或框體等。本體20例如係由不鏽鋼或鋁等形成為板狀(長方體狀)。

線圈30具備卷體31，該卷體31係將帶狀的銅箔(導體)於圓柱狀之固定鐵心38外周多次卷繞而形成為圓筒狀。固定鐵心38係以鐵等強磁性體形成為圓柱狀。線圈30之軸線方向的下端(第1端)係藉由接著劑45與本體20接著。接著劑45例如為環氧系接著劑等。另外，固定鐵心38之軸線及線圈30之軸線相當於預定軸線。

在線圈30之軸線方向的上端(第2端)隔著氧化鋁層39及接著劑40安裝有冷卻板41。氧化鋁層39及接著劑40之構造以及冷卻板41的安裝方法將於後述。

冷卻板41係以氧化鋁為主體而形成為板狀。於冷卻板41內部形成有冷卻水(冷卻介質)的流路41a。流路41a係沿著板狀之冷卻板41的展開方向(板面方向)延伸。令冷卻水在流路41a中流通。

在此種構成中，對線圈30通電時便會於固定鐵心38產生磁通。藉由所產生之磁通可使電磁致動器之可動部(閥體等)移動。此時若使線圈30通電，上述卷體31便會發熱。對構成卷體31之帶狀銅箔通電所生的熱便可有效率地往帶狀銅箔的寬度方向即卷體31(線圈30)的軸線方向(圖1之上下方向)傳遞。而且，卷體31之熱會從卷體31之軸線 方向的上端面經由氧化鋁層39及接著劑40傳遞到冷卻板41。傳遞到冷卻板41之熱會隨在冷卻板41內部之流路41a中流通的冷卻水移向外部等。

還有，卷體31之熱也會從卷體31之軸線方向的下端面藉接著劑45傳遞到本體20。又，卷體31之熱有一部分會從卷體31之內周面經由固定鐵心38傳遞到本體20及冷卻板41。傳遞到本體20的熱會從本體20傳遞到其他構件或散熱到空氣中。

接下來說明用來製造線圈30的線圈用片材之製造方法。圖2係顯示線圈用片材37之製造方法的示意圖。

在步驟1，為了於銅箔32(導體層)之上表面(一面)設置絕緣層33，作為其前處理係對銅箔32之表面施行濕性擦蝕。在濕性擦蝕(粗化處理)中係使用酸等液體使銅箔32之表面略為粗糙。藉此可提升銅箔32與絕緣層33之密著性。還有，濕性擦蝕在銅箔32兩面皆有施行。

在步驟2，係於銅箔32之上表面形成絕緣層33(有機絕緣層)。詳細言之，係於銅箔32之上表面塗佈用以形成絕緣層33之溶液狀組成物。作為該溶液狀組成物，適宜使用日本專利特開2003-200527等中所記載之使聚醯胺酸及/或聚醯亞胺與烷氧矽烷部分縮合物反應而成的含烷氧基之矽烷改質聚醯亞胺。含烷氧基之矽烷改質聚醯亞胺為聚醯亞胺與二氧化矽之混成物材料，係使聚醯亞胺前驅物之聚醯胺酸與烷氧矽烷化合物化學鍵結而成的聚合物溶解於有機溶劑所形成者。接下來，使所塗佈溶液之有機 溶劑乾燥固化後的成分加熱使其硬化。藉此使聚醯胺酸進行閉環反應成為聚醯亞胺，且使烷氧矽烷化合物硬化成為二氧化矽。然後，奈米大小的二氧化矽分散且聚醯亞胺與二氧化矽以化學鍵交聯而形成作為硬化膜的絕緣層33。即，絕緣層33為聚醯亞胺‧二氧化矽混成物。在此，銅箔32之線膨脹係數(熱膨脹係數)與絕緣層33之線膨脹係數係設為約略相等。具體上，相對於銅箔32(銅)之線膨脹係數為17ppm/℃(μm/℃/m)，絕緣層33之線膨脹係數係設定為10~24ppm/℃。

在步驟3，係於絕緣層33之上表面(絕緣層33之與銅箔32相反側之面)形成屬熱硬化性且未硬化之接著層34。詳細言之，係於絕緣層33之上表面塗佈用以形成接著層34的溶液狀組成物。該溶液適合使用如日本專利特開平10-335768、特開2005-179408等中所記載之使環氧樹脂及其硬化劑與丙烯酸彈性體溶解於有機溶劑者。接下來，使所塗佈溶液之有機溶劑乾燥以令環氧樹脂與其硬化劑固化。藉此，接著層34便會成為半硬化狀態或溶劑已蒸發的狀態等尚未硬化但外觀看來呈固化的B階段狀態。

在步驟4，係在比接著層34熱硬化之溫度更低的溫度下，於接著層34之上表面(接著層34之與絕緣層33為相反側之面)貼附覆蓋膜35(基層)。覆蓋膜35係以PET(Polyethylene Terephthalate，聚對苯二甲酸乙二酯)形成。詳細言之，因為接著層34為B階段狀態，所以具有預定的黏著性(接著力)。因此，藉由使覆蓋膜35密著於接著 層34之上表面，將覆蓋膜35接著於接著層34之上表面。即，使覆蓋膜35透過接著層34接著於絕緣層33。如此一來，便可藉由步驟1~4製作依序積層有銅箔32、絕緣層33、接著層34及覆蓋膜35的初始片材37a(線圈用片材)。另外，初始片材37a中除覆蓋膜35以外之層即銅箔32、絕緣層33及接著層34的積層體係稱作積層片材36。

在步驟5，係於銅箔32之表面(銅箔32之與絕緣層33相反側之面)形成用以將銅箔32裁切成預定形狀的遮罩M。遮罩M係藉由例如將抗蝕薄膜貼附於銅箔32並將之曝光及顯影成預定形狀而形成。還有，也可藉由網版印刷等將抗蝕液印刷成預定形狀來形成遮罩M。

在步驟6，係藉由酸等蝕刻液來蝕刻銅箔32。藉此，銅箔32中未被遮罩M覆蓋的部分便會溶解而將銅箔32裁切成預定形狀。藉以形成預定形狀的銅箔圖樣32a。此時，絕緣層33、接著層34及覆蓋膜35不會被銅箔32之蝕刻液溶解。另外，步驟5及步驟6相當於第1裁切步驟。

在步驟7，係除去遮罩M。詳細言之，係藉由可使抗蝕劑所形成之遮罩M剝離(溶解)的剝離液來除去遮罩M。此時，絕緣層33、接著層34及覆蓋膜35不會被遮罩M的剝離液溶解。不過，絕緣層33及接著層34也可稍微被遮罩M之剝離液溶解。

在步驟8，係將已切成預定形狀的銅箔32(銅箔圖樣32a)作為遮罩，藉由蝕刻將絕緣層33裁切成預定形狀。藉此可形成預定形狀的絕緣層圖樣33a。詳細言之， 係藉由日本專利特開2001-305750等中所記載之不會溶解銅箔32及覆蓋膜35但可溶解聚醯亞胺的蝕刻液來蝕刻絕緣層33。具體上，作為絕緣層33之蝕刻液係使用含有有機鹼及無機鹼兩者的鹼水溶液。還有，接著層34也可稍微被絕緣層33之蝕刻液溶解。

在步驟9，係將已切成預定形狀的銅箔32(銅箔圖樣32a)作為遮罩，藉由蝕刻將接著層34裁切成預定形狀。藉此可形成預定形狀的接著層圖樣34a。詳細言之，係藉由不會溶解銅箔32及覆蓋膜35但可溶解環氧樹脂與其硬化劑的蝕刻液來蝕刻接著層34。具體上，接著層34之蝕刻液含有選自於由有機溶劑及有機鹼所構成群組中之至少1種作為使環氧樹脂與其硬化劑溶解之成分。上述步驟8及步驟9係在比接著層34熱硬化之溫度更低的溫度下進行。另外，步驟8及步驟9相當於第2裁切步驟。

在步驟10，為了除去殘留的蝕刻液，係以純水等洗淨製成的線圈用片材37。經由以上步驟便可於覆蓋膜35一面形成多數個預定形狀的積層片材圖樣36a。

圖3係顯示線圈用片材37的截面圖，圖4則係顯示線圈用片材37的平面圖。如同圖所示，在本實施形態中於覆蓋膜35一面形成有6列的帶狀積層片材圖樣36a。帶狀的積層片材圖樣36a係沿覆蓋膜35之長邊方向延伸且彼此平行配置。然後，如圖5顯示，將線圈用片材37繞著輥芯51多次纏卷以製作線圈用片材卷料37A。還有，就於輥芯51纏卷線圈用片材37之態樣來說，覆蓋膜35可在外側亦可 在內側。

接下來，參照圖6說明使用線圈用片材卷料37A(線圈用片材37)形成積層片材圖樣36a(積層片材36)之卷體31的步驟。

將線圈用片材卷料37A之輥芯51A安裝於第1轉軸並將卷取用輥芯51B安裝於第2轉軸。又，將線圈30之固定鐵心38安裝於第3轉軸。於第1轉軸與第3轉軸之間設有可對片材施加預定張力的張力輥TR。還有，也可換掉固定鐵心38，將卷體形成用卷芯安裝於第3轉軸。

接著，使第1轉軸順時針旋轉，令1列積層片材圖樣36a從線圈用片材卷料37A之覆蓋膜35剝離(剝離步驟)。詳細言之，係使覆蓋膜35與積層片材圖樣36a之接著層圖樣34a剝離。此時，因為熱硬化性接著層圖樣34a為B階段狀態，所以覆蓋膜35與接著層圖樣34a尚未如此牢固地緊黏，可維持覆蓋膜35與接著層圖樣34a之剝離性。

在上述剝離步驟的同時使第3轉軸順時針旋轉，將剝離出來之積層片材圖樣36a繞著固定鐵心38纏卷(卷體形成步驟)。即，將含有銅箔圖樣32a、絕緣層圖樣33a及接著層圖樣34a的積層片材圖樣36a繞著固定鐵心38之軸線(預定軸線)多次卷繞而形成卷體31。此時，藉由張力輥TR對積層片材圖樣36a施加預定張力。又，藉感測器S檢測積層片材圖樣36a於寬度方向上的端部，並根據感測器S對端部的檢測結果，調節第3轉軸(固定鐵心38或卷芯)之軸線方向的位置以使端部彼此不會在固定鐵心38之軸線方向上偏 位。藉此令繞著固定鐵心38多次卷繞的積層片材圖樣36a中，積層片材圖樣36a在固定鐵心38之軸線方向上的端部彼此之偏位相對於積層片材圖樣36a之寬度在2%以下。

在卷體31，積層片材圖樣36a係於卷體31之徑向上重疊卷繞。因此，卷體31之於徑向上鄰接的積層片材圖樣36a彼此為一銅箔圖樣32a密著於另一接著層圖樣34a。故而卷體31之於徑向上鄰接的積層片材圖樣36a彼此係藉由接著層圖樣34a之接著力相互接著。

又，在上述剝離步驟及上述卷體形成步驟的同時使第2轉軸順時針旋轉，藉輥芯51B卷取已剝去1列積層片材圖樣36a的線圈用片材37(卷取步驟)。藉此製作線圈用片材卷料37B。

使1列積層片材圖樣36a從線圈用片材卷料37A剝離並繞著固定鐵心38纏卷直到末端部分而完成卷體31。然後調換線圈用片材卷料37A與線圈用片材卷料37B，將新的固定鐵心38安裝於第3轉軸並進行與上述同樣的步驟。重複以上步驟直到線圈用片材37的6列積層片材圖樣36a全部用完而完成6個卷體31。還有，調換線圈用片材卷料37A與線圈用片材卷料37B的動作亦可改為令線圈用片材卷料37A及線圈用片材卷料37B逆時針旋轉，使1列積層片材圖樣36a從線圈用片材卷料37B之覆蓋膜35剝離並繞著固定鐵心38纏卷。

接下來，參照圖7說明使卷體31之熱硬化性的接著層圖樣34a硬化的熱硬化步驟。

藉由圖6之步驟形成的卷體31，由於熱硬化性接著層圖樣34a為B階段狀態，所以接著層圖樣34a尚未硬化。爰此，藉由加熱卷體31使接著層圖樣34a熱硬化。詳細言之，係以加熱器H之表面與卷體31之軸線方向(預定軸線方向)呈垂直的方式將卷體31載置於加熱器H上。使卷體31之軸線方向上的一端面接觸加熱器H之表面。然後，藉由加熱器H在約略120℃下將卷體31從軸線方向之端面加熱約略2小時。如此可藉銅箔圖樣32a讓熱有效率地沿著卷體31的軸線方向傳遞並使熱傳遞到卷體31內部，而可令卷體31內部的接著層圖樣34a也充分熱硬化。

再來，參照圖8說明藉由熔射於卷體31之軸線方向端面形成氧化鋁層39的步驟、及藉由接著劑40將氧化鋁層39與冷卻板41接著的步驟。圖8為圖1之區域C的擴大截面圖。

在藉由經多次卷繞之積層片材圖樣36a形成的卷體31之軸線方向(圖8之上下方向)端面，於積層片材圖樣36a之各層(32a、33a、34a)之間形成有凹部。爰此，於卷體31之軸線方向端面以填滿積層片材圖樣36a之各層間之凹部的方式藉由氧化鋁之熔射形成氧化鋁層39。藉此，卷體31之軸線方向端面即被氧化鋁層39覆蓋。氧化鋁係使用純度98%以上者。接著將氧化鋁層39之表面平坦化，加工成預定的平滑度。尤其，因為氧化鋁之純度在98%以上，所以可將氧化鋁層39之表面加工到非常平滑。藉由以上步驟即可製造線圈30。

接著，於氧化鋁層39之表面以預定的厚度塗佈接著劑40以接著冷卻板41。冷卻板41之表面亦是加工成預定的平滑度。接著劑40為電絕緣性，以耐熱性樹脂為主成分而形成。接著劑40係以聚矽氧樹脂為主成分之接著劑且為約10μm的厚度。

以聚矽氧樹脂為主成分之接著劑有時會因加熱而產生低分子矽氧烷。低分子矽氧烷係指作為矽氧烷單體單元為3~20聚物左右的物質。低分子矽氧烷為導電部導通不良或光學系混濁的原因。為了減少低分子矽氧烷，宜使用日本專利特開平7-330905等中記載之方法。使接著劑40中所含的低分子矽氧烷之合計含量在50ppm以下，便可抑制上述問題。

在上述線圈30之冷卻構造10中，使接著劑40之厚度在10μm與30μm兩者作變化，測定線圈30在冷卻水入口側及出口側的溫度上升並將結果分別顯示於圖9~12。圖9係顯示接著劑40之厚度10μm且在冷卻水入口側的結果，圖10係顯示接著劑40之厚度30μm且在冷卻水入口側的結果，圖11係顯示接著劑40之厚度10μm且在冷卻水出口側的結果，圖12則係顯示接著劑40之厚度30μm且在冷卻水出口側的結果。以聚矽氧樹脂為主成分之接著劑40的熱傳導率為0.2(W/mK)，在厚度10μm下的熱阻為1.45(mK/W)，在厚度30μm下的熱阻為4.34(mK/W)。

若比較冷卻水入口側的圖9之圖表與圖10之圖表，對線圈30供給電力P1時，不論為何種冷卻水流量，接 著劑40厚度30μm時的線圈30之溫度上升都比接著劑40厚度10μm時的線圈30之溫度上升高5℃左右。又，若比較冷卻水出口側的圖11之圖表與圖12之圖表，對線圈30供給電力P1時，不論為何種冷卻水流量，接著劑40厚度30μm時的線圈30之溫度上升都比接著劑40厚度10μm時的線圈30之溫度上升高5℃左右。

因此，接著劑40之厚度愈薄愈可抑制線圈30的溫度上升。然而，對線圈30通電時，銅箔圖樣32a之溫度會上升而熱膨脹。因此，經受銅箔圖樣32a傳熱的氧化鋁層39也會熱膨脹。另一方面，冷卻板41已被冷卻水冷卻，因此比起氧化鋁層39溫度上升較小，熱膨脹較受抑制。所以，氧化鋁層39與冷卻板41會在熱膨脹量上產生差異而於氧化鋁層39及冷卻板41產生熱應力。

在此，因為銅箔圖樣32a之線膨脹係數(熱膨脹係數)與絕緣層圖樣33a之線膨脹係數約略相等，所以對線圈30通電時即使銅箔圖樣32a及絕緣層圖樣33a熱膨脹，也可抑制銅箔圖樣32a之膨脹量與絕緣層圖樣33a之膨脹量產生差異。

又因為接著劑40係以聚矽氧樹脂為主成分而具有彈性，所以會因應氧化鋁層39與冷卻板41的熱膨脹量不同而彈性變形。惟，接著劑40的厚度如果太薄，接著劑40的彈性變形恐無法對應銅箔圖樣32a通電時之熱膨脹差而造成接著劑40從氧化鋁層39或冷卻板41剝離。基於此點，接著劑40便以不會在對銅箔圖樣32a通電時因彈性變形而 從氧化鋁層39及冷卻板41剝離且熱阻比預定值小的厚度來形成。具體上，若依據本案發明人的實驗，宜將接著劑40之厚度設定為厚於5μm且薄於30μm，最宜將厚度設定為10μm。

以上詳述之本實施形態具有以下優點。

藉由蝕刻將銅箔32、絕緣層33及接著層34切成預定形狀，所以可在比接著層34熱硬化之溫度(熱硬化溫度)更低的溫度下裁切該等之層。相對地，以雷射燒割絕緣層33及接著層34時，熱硬化性的接著層34會因產生之熱而熱硬化，有降低覆蓋膜35與接著層34之剝離性之虞。此點可藉由上述步驟來抑制熱硬化性的接著層34熱硬化，進而可抑制覆蓋膜35與接著層34之剝離性降低。

於銅箔32一面塗有用以形成絕緣層33之溶液狀組成物並使其乾燥及硬化而設置絕緣層33，所以可使絕緣層33密著於銅箔32上。在絕緣層33乾燥及硬化時尚未設有接著層34，因此於絕緣層33乾燥及硬化時可避免熱硬化性接著層34熱硬化。而且因在比接著層34熱硬化之溫度更低的溫度下於接著層34之與絕緣層33為相反側之面設置覆蓋膜35，所以設置覆蓋膜35時可抑制熱硬化性接著層34熱硬化。

絕緣層33係以聚醯亞胺為主成分形成，所以耐熱性及絕緣性優異。而且，第2裁切步驟包含一藉由不會溶解銅箔32及覆蓋膜35但可溶解聚醯亞胺之蝕刻液將絕緣層33蝕刻的步驟。因此可避免銅箔32及覆蓋膜35被蝕刻液 溶解同時又可以蝕刻裁切絕緣層33。

接著層34係以環氧樹脂與其硬化劑為主成分而形成，所以具有熱硬化性及接著性。而且，第2裁切步驟包含一藉由不會溶解銅箔32及覆蓋膜35但可溶解環氧樹脂與其硬化劑及丙烯酸彈性體的蝕刻液將接著層34蝕刻的步驟。因此可避免銅箔32及覆蓋膜35被蝕刻液溶解同時又可以蝕刻裁切接著層34。

以切成預定形狀的銅箔圖樣32a作為遮罩將絕緣層33及接著層34蝕刻成預定形狀，所以可省略形成用以蝕刻絕緣層33及接著層34之遮罩的步驟。

銅箔圖樣32a之熱膨脹係數與絕緣層圖樣33a之熱膨脹係數約略相等，所以對線圈30通電時即使銅箔圖樣32a及絕緣層圖樣33a熱膨脹，也可抑制銅箔圖樣32a之膨脹量與絕緣層圖樣33a之膨脹量產生差異。其結果可抑制因熱膨脹量不同造成銅箔圖樣32a與絕緣層圖樣33a的剝離。

相對於熱膨脹係數為17ppm/℃之銅箔32，將絕緣層33之熱膨脹係數特定在10~24ppm/℃，藉此可抑制熱膨脹量不同造成銅箔32與絕緣層33的剝離。

銅箔32業經施行使表面粗糙的濕性擦蝕，所以可提升與銅箔32相接之絕緣層33及接著層34與銅箔32的密著性(接著性)。

使接著層圖樣34a熱硬化可提升積層片材圖樣36a彼此的接著力，且可抑制對線圈30通電時積層片材圖 樣36a彼此偏位或剝離的情況，同時可提升線圈30本身的強度。

在繞著預定軸線多次卷繞的積層片材圖樣36a中，預定軸線方向上之端部彼此的偏位相對於積層片材圖樣36a之寬度在2%以下。而且，藉由接著層34之熱硬化讓積層片材圖樣36a彼此的接著力有所提升，因此可維持積層片材圖樣36a彼此偏位很小的狀態。

在銅箔圖樣32a及耐熱性絕緣層圖樣33a透過屬熱硬化性且未硬化之接著層圖樣34a接著於覆蓋膜35的線圈用片材37中，使接著層圖樣34a與覆蓋膜35剝離(剝離步驟)。此時，由於熱硬化性接著層圖樣34a為未硬化，因此覆蓋膜35與接著層圖樣34a尚未如此牢固地緊黏，可維持覆蓋膜35與接著層圖樣34a的剝離性。

含有經剝離步驟剝離之銅箔圖樣32a、絕緣層圖樣33a及接著層圖樣34a的積層片材圖樣36a係繞著預定軸線多次卷繞而形成卷體31(卷體形成步驟)。此時，卷體31之於徑向上鄰接的積層片材圖樣36a彼此係藉由接著層圖樣34a之接著力接著一起，因此卷繞積層片材圖樣36a以形成卷體31時，可抑制積層片材圖樣36a彼此偏位的情況。

將藉卷體形成步驟形成之卷體31加熱使接著層圖樣34a熱硬化(熱硬化步驟)。藉此可提升積層片材圖樣36a彼此的接著力，抑制對線圈30通電時積層片材圖樣36a彼此偏位或剝離的情況，並可提升線圈30本身的強度。

因在對積層片材圖樣36a施加預定張力的狀態下 卷繞積層片材圖樣36a，所以可抑制積層片材圖樣36a彼此之間產生間隙的情況。在此，若在對積層片材圖樣36a施加預定張力的狀態下卷繞積層片材圖樣36a，積層片材圖樣36a彼此偏位時的偏移量就容易變大。針對此點，由於積層片材圖樣36a彼此係藉由接著層圖樣34a之接著力而接著，所以可抑制積層片材圖樣36a彼此的偏位。

藉感測器S檢測積層片材圖樣36a於寬度方向上的端部並根據感測器S對端部的檢測結果，來調節積層片材圖樣36a在預定軸線方向上的位置。因此，將積層片材圖樣36a繞著預定軸線卷繞時，可抑制積層片材圖樣36a彼此在預定軸線方向上偏位的情況。

因從成為卷體31之中心軸線的預定軸線方向以加熱器H加熱卷體31，所以可藉銅箔圖樣32a在預定軸線方向傳遞熱。因此，熱可輕易地傳遞到卷體31內部，使卷體31內部的接著層圖樣34a也輕易地熱硬化。不過，若從徑向以加熱器H加熱卷體31，往徑向的熱傳遞容易受絕緣層圖樣33a或接著層圖樣34a抑制，所以不易將熱傳遞至卷體31內部。

線圈30含有繞著預定軸線多次卷繞的帶狀銅箔圖樣32a。並且，於線圈30之上述預定軸線方向上的端面藉由熔射形成有氧化鋁層39，且氧化鋁層39之表面業經平坦化。因此，可藉氧化鋁層39填滿經多次卷繞之銅箔圖樣32a而形成於線圈30端面的凹凸，使線圈30之熱有效率地傳遞到業經平坦化的氧化鋁層39表面。

冷卻板41係以氧化鋁為主體形成為板狀，並且於內部形成有冷卻水之流路41a。氧化鋁層39與冷卻板41已藉由接著劑40接著，所以可確保從氧化鋁層39到冷卻板41的熱傳遞性。傳遞到冷卻板41之熱會隨在冷卻板41內部之流路41a中流通的冷卻水移向外部等。

接著劑40會因應氧化鋁層39與冷卻板41的熱膨脹量不同而彈性變形。因此，對線圈30通電時，即使於氧化鋁層39之熱膨脹量與冷卻板41之熱膨脹量上產生差異，亦可藉由接著劑40吸收其熱膨脹差異。結果可緩和作用於冷卻板41上的熱應力，進而可抑制冷卻板41的破損。

接著劑40係以不會在對銅箔圖樣32a通電時因彈性變形而從氧化鋁層39及冷卻板41剝離且熱阻比預定值小的厚度來形成。因此，接著劑40可兼具吸收氧化鋁層39之熱膨脹量與冷卻板41之熱膨脹量不同，並確保從氧化鋁層39到冷卻板41的熱傳遞性。

接著劑40為電絕緣性，所以除了氧化鋁層39外，還可藉由接著劑40提升預定軸線方向上的線圈30之電絕緣性。

接著劑40係以耐熱性樹脂為主成分而形成，所以即使接著劑40因線圈30發熱而變高溫，仍可維持接著劑40的特性。

接著劑40係以聚矽氧樹脂作為主成分，並形成為厚於5μm且薄於30μm。因此，可有效地吸收氧化鋁層39之熱膨脹量與冷卻板41之熱膨脹量不同，同時可充分確保 從氧化鋁層39到冷卻板41的熱傳遞性。

接著劑40中所含低分子矽氧烷(作為矽氧烷單體單元為3~20聚物)的合計含量在50ppm以下，所以可有效抑制對線圈30通電時生成矽氧烷。

於銅箔32上表面塗佈用以形成絕緣層33之溶液狀組成物，並使所塗佈之溶液狀組成物的有機溶劑乾燥後，將固化之成分加熱使其硬化而形成有絕緣層33。因此，無須使用接著劑等便可於銅箔32一面設置絕緣層33。所以，可避免線圈30之耐熱性受接著劑等限制。

藉由聚醯亞胺與二氧化矽之混成物材料而形成有聚醯亞胺‧二氧化矽混成物作為絕緣層33，所以比未混成二氧化矽之聚醯亞胺更可提升對於銅箔32的密著性。

銅箔32之線膨脹係數(熱膨脹係數)與絕緣層33之線膨脹係數約略相等，所以在銅箔32一面上形成絕緣層33後可抑制其等翹曲。

卷體31的軸線方向端面係業經氧化鋁層39固定，所以可提升線圈30的強度。

另外，上述實施形態也可以下述方式變更實施。

蝕刻銅箔32時的遮罩M亦可為會在蝕刻絕緣層33時的蝕刻液或蝕刻接著層34時的蝕刻液下溶解者。依據此項構成，便可省略除去遮罩M的步驟7。又，在步驟9中使用的蝕刻液亦可與步驟8中使用之可使聚醯亞胺溶解的蝕刻液相同，屆時可同時進行步驟8及步驟9，所以可簡略 步驟，故為適宜。

作為接著層34，亦可採用以環氧樹脂與其硬化劑及丙烯酸彈性體為主成分所形成者以外的物質。

作為絕緣層33，亦可採用以聚醯亞胺為主成分所形成者以外的物質。

線圈用片材37未必要製成線圈用片材卷料37A的形狀，亦可直接以片狀、帶狀作使用。

線圈用片材37中各層的形成順序亦可改變。如圖13顯示，以與圖2之步驟1及步驟2同樣的方式進行步驟1及步驟2，在步驟3則在銅箔32之與絕緣層33相反側之面形成接著層34。在步驟4，於接著層34貼附覆蓋膜35。在步驟5形成用以蝕刻絕緣層33時的遮罩M，並在步驟6蝕刻絕緣層33。在步驟7除去遮罩M，在步驟8蝕刻銅箔32。在步驟9，以銅箔圖樣32a作為遮罩蝕刻接著層34。在步驟10，洗淨線圈用片材37。藉由這些步驟，也可製造依序積層有覆蓋膜35、接著層圖樣34a、銅箔圖樣32a及絕緣層圖樣33a的線圈用片材37。另外，只要能抑制絕緣層33及接著層34熱硬化、或是能抑制覆蓋膜35與接著層34的剝離性降低，也可利用雷射來燒割絕緣層33及接著層34。

線圈用片材37可含有銅箔32、絕緣層33、接著層34及覆蓋膜35以外之層。例如，作為線圈用片材37亦可採用依序積層有覆蓋膜35、接著層34、銅箔32、接著層34及絕緣層之構成。在此情況下，係藉接著層34將絕緣層接著於銅箔32而非使絕緣層乾燥及硬化，故可讓接著層34維 持在B階段狀態。

作為導體層，亦可採用銀箔或鋁箔來替代銅箔32。屆時，導體層之熱膨脹係數與絕緣層之熱膨脹係數亦以約略相等為宜，但導體層之熱膨脹係數與絕緣層之熱膨脹係數也可非約略相等。

在對積層片材圖樣36a施加預定張力的狀態下卷繞積層片材圖樣36a時，該預定張力可從積層片材圖樣36a卷繞之初至卷繞結束即維持恆定，亦可在途中作變更。

對於以聚矽氧樹脂為主成分之接著劑的低分子矽氧烷減低處理，亦可將藉丙酮近行的洗淨處理改為減壓處理。藉由如此處理亦可劇減低分子矽氧烷的含量。

接著劑40若非以聚矽氧樹脂為主成分，亦可省略低分子矽氧烷減低處理。例如，亦可使用聚胺甲酸乙酯系接著劑或橡膠系接著劑中熱傳導率較高者。

依電磁致動器的種類，亦可使用氧化鋁等非磁性體的固定芯來替代固定鐵心38。例如可使用線性馬達等，其係將多數個線圈30排列成直線狀並使含有配置在冷卻板41上之永久磁石的可動部移動者。

冷卻板41之流路41a可採用任意形狀。

10‧‧‧冷卻構造

20‧‧‧本體

30‧‧‧線圈

31‧‧‧卷體

38‧‧‧固定鐵心(軸芯)

39‧‧‧氧化鋁層

40‧‧‧接著劑

41‧‧‧冷卻板

41a‧‧‧流路

45‧‧‧接著劑

C‧‧‧區域

Claims (8)

1. 一種線圈之冷卻構造，其特徵在於具備：線圈，其含有繞著預定軸線多次卷繞的帶狀導體；氧化鋁層，係藉由熔射形成於前述線圈之前述預定軸線方向上的端面且表面業經平坦化；冷卻板，係以氧化鋁為主體形成為板狀且內部形成有冷卻介質之流路；及接著劑，係用以接著前述氧化鋁層及前述冷卻板，並會依前述氧化鋁層與前述冷卻板之熱膨脹量不同而彈性變形。
2. 如請求項1之線圈之冷卻構造，其中前述接著劑係以滿足下述條件的厚度形成：不會在對前述導體通電時因前述彈性變形而自前述氧化鋁層及前述冷卻板剝離，且熱阻比預定值小。
3. 如請求項1或2之線圈之冷卻構造，其中前述接著劑為電絕緣性。
4. 如請求項1或2之線圈之冷卻構造，其中前述接著劑係以耐熱性樹脂為主成分而形成。
5. 如請求項4之線圈之冷卻構造，其中前述接著劑係以聚矽氧樹脂為主成分之接著劑。
6. 如請求項5之線圈之冷卻構造，其中前述接著劑之厚度係設定為厚於5μm且薄於30μm。
7. 如請求項5之線圈之冷卻構造，其中前述接著劑中作為 矽氧烷單體單元由3~20聚物構成的低分子矽氧烷之合計含量為50ppm以下。
8. 如請求項7之線圈之冷卻構造，其中前述接著劑業經低分子矽氧烷減低處理。