コイル

【課題】漏れ磁束により導線に発生する交流損失をより低減させる。
【解決手段】交流モータの三相コイルとして用いられるコイル線２０を、銅線２２と、銅線２２の外表面に被覆された第１のエナメル膜２４と、第２のエナメル膜２４の外表面に被覆された絶縁層である第２のエナメル膜２６とにより構成し、中間層である第１のエナメル膜２４を高透磁材料を充填したエナメルにより形成する。これにより、三相コイルへの通電に伴って銅線２２に向かう漏れ磁束を高透磁性の第１のエナメル膜側に逸らすことができる。この結果、漏れ磁束により導線に発生する交流損失をより低減させることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導体の外周側に絶縁層が被覆されたコイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のコイルとしては、導線の外表面にポリイミド樹脂の絶縁被膜を形成し、絶縁被膜の外表面にアモルファス被膜を蒸着させたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。アモルファス被膜は高周波領域での透磁率が高いため、この導線を用いたコイルにより交流電動機を構成した場合に、交流電動機の内部で発生した高調波磁束（漏れ磁束）による導線内部への影響を防ぐシールド効果を発揮し、導体の損失を低減させることができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１４６１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、導体に対してシールド効果を発揮させて漏れ磁束の導体内部への影響を防止することは、導体の交流損失を低減させる上で極めて重要な課題として考えることができる。
【０００５】
本発明のコイルは、漏れ磁束により導線に発生する損失をより低減させることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のコイルは、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明のコイルは、
導体と、
前記導体よりも高い透磁率の高透磁材料により形成され、前記導体の外周に被覆された高透磁層と
絶縁材料により形成され、前記高透磁層の外周に被覆された絶縁層と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明のコイルでは、導体の外周を高透磁材料により形成される高透磁層で被覆すると共に高透磁層の外周を絶縁層で被覆する。導体と絶縁層との間の中間層を高透磁層とし、発生した漏れ磁束をその中間層に逸らすことができるから、コイル線に発生する交流損失をより低減させることができる。
【０００９】
前記高透磁層は、前記高透磁材料をフィラー形状または粒子形状で充填したエナメル層であるものとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施例としてのコイル（コイル線２０）における線軸に直交する方向の断面図である。
【図２】コイル線２０の線軸に直交する方向の断面図および線軸に沿った方向の断面図である。
【図３】高透磁材料の構成の一例を示す説明図である。
【図４】実施例のコイル線２０および比較例のコイル線２０Ｂに対して漏れ磁束が通過する様子を示す説明図である。
【図５】変形例のコイル線１２０の断面図である。
【図６】変形例のコイル線２２０の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１２】
図１は、本発明の一実施例としてのコイル（コイル線２０）における線軸に直交する方向の断面図であり、図２はコイル線２０の線軸に直交する方向の断面図および線軸に沿った方向の断面図である。
【００１３】
実施例のコイル線２０は、図１および図２に示すように、丸線により形成された銅線２２と、銅線２２の外表面に被覆された中間層である第１のエナメル膜２４と、第２のエナメル膜２４の外表面に被覆された絶縁層である第２のエナメル膜２６とにより構成されており、例えば、永久磁石が取り付けられたロータと、三相コイルが巻回されたステータとを備える交流モータの三相コイルとして用いられる。
【００１４】
第１のエナメル膜２４は、高透磁性を有するエナメルにより形成されており、高透磁層として機能する。ここで、高透磁性のエナメルの形成は、例えば、溶剤が含まれる絶縁塗料（エナメル）に高透磁性材料を充填し、絶縁塗料を図示しない塗布器によって銅線２２の外表面に塗布し、図示しない加熱装置によって絶縁塗料を加熱して溶剤を気化させることにより行なう。高透磁材料としては、フェライト系材料（酸化鉄を主成分とするセラミクス）などの高透磁材料を用いることができ、例えば、絶縁体としても機能し得るＮｉ−ＺｎフェライトやＭｎ−Ｚｎフェライトが挙げられる。高透磁材料の構造としては、図３に示すように、フィラー形状で充填するもの（図３（ａ）参照）や粒子形状で充填するもの（図３（ｂ）参照）を採用することができる。なお、高透磁材料の充填率は、コイル線２０の仕様に応じて０％よりも大きく１００％以下の範囲内で適宜定めることができる。
【００１５】
第２のエナメル膜２６は、高透磁性を有しないエナメルにより形成されており、絶縁層として機能する。第２のエナメル膜２６の形成は、溶剤を含む絶縁塗料（エナメル）を第１のエナメル膜２４の外表面に塗布し、絶縁塗料を加熱して溶剤を気化させることにより行なう。
【００１６】
いま、コイル線２０を交流モータの巻線（三相コイル）に適用する場合を考える。この場合、コイル線２０への通電に伴って発生した磁束の一部はステータコアを通らずに漏れ磁束として他のコイル線２０を通過する。磁束が銅線２２を通過する際には、誘導起電力が発生するため、銅線２２上で渦電流が発生し、渦電流と銅線抵抗との積に相当するジュール損が発生して発熱する。図４は、実施例のコイル線２０および比較例のコイル線２０Ｂに対して漏れ磁束が通過する様子を示す説明図である。なお、比較例のコイル線２０Ｂは、銅線２２Ｂと、銅線２２Ｂの外表面に被覆され絶縁層として機能するエナメル膜２６Ｂとにより構成されている。図示するように、実施例のコイル線２０では、銅線２２に向かう漏れ磁束を第１のエナメル膜２４側に逸らすことができるのに対し（図４（ａ）参照）、比較例のコイル２０Ｂでは、漏れ磁束を逸らすことができず銅線２２Ｂを通過していることがわかる（図４（ｂ）参照）。
【００１７】
以上説明した実施例のコイルによれば、銅線２２と、銅線２２の外表面に被覆された第１のエナメル膜２４と、第２のエナメル膜２４の外表面に被覆された絶縁層である第２のエナメル膜２６とによりコイル線２０を構成し、中間層である第１のエナメル膜２４を高透磁材料を充填したエナメル層により形成するから、コイル線２０を交流モータの三相コイルに適用した場合に、銅線２２に向かう漏れ磁束を高透磁性の第１のエナメル膜側に逸らすことができる。この結果、漏れ磁束により導線に発生する交流損失をより低減させることができる。
【００１８】
実施例のコイルでは、銅線２２を丸線により形成するものとしたが、図５の変形例のコイル線１２０に示すように、銅線１２２を平角線により形成するものとしてもよい。この場合、丸線と同様に、平角線の銅線１２２の外表面に高透磁性の第１のエナメル膜１２４を被覆し、その後に第１のエナメル膜１２４の外表面に絶縁性の第２のエナメル膜１２６を被覆するものとすればよい。
【００１９】
実施例のコイルでは、銅線２２を第１のエナメル膜２４と第２のエナメル膜２６の２層により被覆するものとしたが、３層以上に被覆するものとしてもよい。図６に、変形例のコイル線２２０を示す。変形例のコイル線２２０は、図示するように、銅線２２２に対して３層のエナメル膜を内周側から高透磁性の第１のエナメル膜２２４ａ，絶縁性の第２のエナメル層２２６，高透磁性の第３のエナメル膜２２４ｂの順に被覆することにより形成される。
【００２０】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、銅線２２が「導体」に相当し、第１のエナメル膜２４が「高透磁層」に相当し、第２のエナメル膜２６が「絶縁層」に相当する。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００２１】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明は、コイル線の製造産業に利用可能である。
【符号の説明】
【００２３】
２０，２０Ｂ，１２０，２２０コイル線、２２，２２Ｂ，１２２，２２２銅線、２４，１２４，２２６ａ第１のエナメル膜、２６，１２６，２２４第２のエナメル膜、２６Ｂエナメル膜、２２６ｂ第３のエナメル膜。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体と、
前記導体よりも高い透磁率の高透磁材料により形成され、前記導体の外周に被覆された高透磁層と
絶縁材料により形成され、前記高透磁層の外周に被覆された絶縁層と、
を備えるコイル。

【図１】