集合導体
【課題】集合導体において絶縁性を保持して導体占積率を可及的に向上させる。
【解決手段】各々、全体横断面形状を分割した一部の形状の横断面を有する複数の導体線が一体化した集合導体であって、それらの複数の導体線は、内部に配置された複数の第１導体線１と、複数の第１導体線１の周囲を覆うように配置された複数の第２導体線３とにより構成され、各第１導体線１は、第１の絶縁膜２に覆われ、各第２導体線３は、第１の絶縁膜２よりも厚く形成された第２の絶縁膜４に覆われている。
【解決手段】各々、全体横断面形状を分割した一部の形状の横断面を有する複数の導体線が一体化した集合導体であって、それらの複数の導体線は、内部に配置された複数の第１導体線１と、複数の第１導体線１の周囲を覆うように配置された複数の第２導体線３とにより構成され、各第１導体線１は、第１の絶縁膜２に覆われ、各第２導体線３は、第１の絶縁膜２よりも厚く形成された第２の絶縁膜４に覆われている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集合導体に関し、特に、複数の導体線が束ねられて一体に構成された集合導体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電磁機械器具のコイルに用いられるマグネットワイヤとして、複数の導体線が束ねられて一体に構成された集合導体が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、複数本の自己融着性平角エナメル線を集合、転位、撚合わせて得られる撚線の外周に絶縁テープを螺旋巻きしてなる自己融着性転位電線において、自己融着性平角エナメル線が自己潤滑・自己融着性平角エナメル線であるものが開示されている。そして、特許文献１には、この自己融着性転位電線によれば、転位電線の製造作業及びコイル巻線作業時には素線同志が優れた相互滑り性を発揮し、しかもコイルの熱融着時には素線相互が強固に熱融着できる、と記載されている。
【特許文献１】特開平１１−２０３９４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、電気自動車のモーター用のマグネットワイヤとして、集合導体が注目されている。このモーター用途の集合導体では、モーターの性能を向上させるために、その横断面における導体部の面積が占める割合、すなわち、導体占積率を向上させる必要があると共に、集合導体の絶縁性を保持する必要がある。ここで、集合導体の絶縁性は、導体部の周囲に設けられた絶縁部の厚さなどに依存するので、集合導体において、導体占積率の向上と絶縁性の保持とは、トレードオフの関係にある。また、集合導体にポリイミドフィルムなどの絶縁テープをらせん状に重ね合わせて巻くことにより、集合導体の絶縁性を保持する方法は、実用化されているものの、その作業性が低く、また、絶縁テープを巻く際に不要な空間が形成され易いので、集合導体の絶縁性が不均一になったり、導体占積率が低下したりするおそれがある。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、集合導体において絶縁性を保持して導体占積率を可及的に向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、集合導体の外周に配置された各第２導体線を覆う第２の絶縁膜が集合導体の内部に配置された各第１導体線を覆う第１の絶縁膜よりも厚くなるようにしたものである。
【０００７】
具体的に本発明に係る集合導体は、各々、全体横断面形状を分割した一部の形状の横断面を有する複数の導体線が一体化した集合導体であって、上記複数の導体線は、内部に配置された複数の第１導体線と、該複数の第１導体線の周囲を覆うように配置された複数の第２導体線とにより構成され、上記各第１導体線は、第１の絶縁膜に覆われ、上記各第２導体線は、上記第１の絶縁膜よりも厚く形成された第２の絶縁膜に覆われていることを特徴とする。
【０００８】
上記の構成によれば、集合導体の内部において、各第１導体線の間には、相対的に薄い第１の絶縁膜が設けられているので、集合導体の横断面における絶縁部の占める割合が低くなって、集合導体の導体占積率が向上する。また、集合導体の周壁には、各第２導体線の間に設けられた相対的に厚い第２の絶縁膜が配置するので、集合導体同士の絶縁性が保持される。ここで、一般的な集合導体では、各導体線における電流がその長さ方向に沿って流れるので、各導体線間の絶縁性よりも、集合導体同士の絶縁性が重要視される。したがって、各第１導体線が配置された集合導体の内部構造によって導体占積率を向上させると共に、各第２導体線が配置された集合導体の外周構造によって絶縁性を保持させることになるので、集合導体において絶縁性を保持して導体占積率を可及的に向上させることが可能になる。
【０００９】
上記第１の絶縁膜は、上記各第１導体線を互いに結着するための結着材であってもよい。
【００１０】
上記の構成によれば、第１の絶縁膜が結着材であるので、各第１導体線を互いに結着するための結着材によって、各第１導体線の絶縁性が保持される。そのため、各第１導体線の間に絶縁膜、結着材及び絶縁膜を積層して各第１導体線の絶縁性を保持する場合よりも、集合導体の導体占積率が向上する。
【００１１】
上記第１の絶縁膜は、上記各第１導体線を被覆して絶縁するための絶縁薄膜と、該絶縁薄膜で被覆された各第１導体線を互いに結着するための結着材とを備えていてもよい。
【００１２】
上記の構成によれば、各第１導体線に対して、絶縁薄膜及び結着材が順に積層されているので、各第１導体線における絶縁性を向上させることが可能になると共に、絶縁薄膜が結着材の下地膜になるので、各第１導体線に対する結着材の接着力が向上する。
【００１３】
上記絶縁薄膜は、電着塗装により形成されていてもよい。
【００１４】
上記の構成によれば、絶縁薄膜が電着塗装により形成されているので、電着塗装する際の印加電圧を調整するだけで、絶縁薄膜を、例えば、０．５μｍ〜１．５μｍ程度に薄く均一に形成することが可能になり、絶縁薄膜の形成による集合導体における導体占積率の低下が抑制される。
【００１５】
上記第２の絶縁膜は、上記各第２導体線を被覆して絶縁するための絶縁厚膜と、該絶縁厚膜で被覆された各第２導体線を互いに結着するための結着材とを備えていてもよい。
【００１６】
上記の構成によれば、各第２導体線に対して、絶縁厚膜及び結着材が順に積層されているので、各第２導体線における絶縁性を向上させることが可能になる。
【００１７】
上記絶縁厚膜は、電着塗装により形成されていてもよい。
【００１８】
上記の構成によれば、絶縁厚膜が電着塗装により形成されているので、電着塗装する際の印加電圧を調整するだけで、絶縁厚膜を一度に、例えば、１０μｍ〜２０μｍ程度に厚く均一に形成することが可能になり、集合導体の絶縁性が保持される。
【００１９】
上記各第２導体線の横断面積は、上記各第１導体線の横断面積よりも小さくなっていてもよい。
【００２０】
上記の構成によれば、各第２導体線の横断面積が各第１導体線の横断面積よりも小さくなっているので、集合導体の横断面において集合導体の絶縁性の保持に寄与する第２の絶縁膜の占める割合が低くなって、集合導体の導体占積率が向上する。
【００２１】
上記各第１導体線の横断面積は、上記各第２導体線の横断面積よりも小さくなっていてもよい。
【００２２】
上記の構成によれば、各第１導体線の横断面積が各第２導体線の横断面積よりも小さくなっているので、集合導体において各第１導体線が形成する導体の表面積が大きくなる。そのため、表皮効果によって導体の表面に電流が集中し易い高周波環境においても、低損失で電流を流すことが可能になる。
【００２３】
上記各導体線は、上記各第１導体線の界面と上記各第２導体線の界面とが一致しないように配置されていてもよい。
【００２４】
上記の構成によれば、各第１導体線の界面と各第２導体線の界面とが一致していないので、各第１導体線の界面と各第２導体線の界面とが一致している場合よりも、集合導体を屈曲させた際の各導体線のばらけを抑制することが可能になる。
【００２５】
上記各導体線の横断面は、矩形状に形成されていてもよい。
【００２６】
上記の構成によれば、各導体線の横断面が矩形状になっているので、各導体線の側面を重ね合わせることにより、各導体線が幅方向及び高さ方向に容易に整列され、集合導体における導体占積率を向上させることが可能になる。
【００２７】
上記各導体線は、無撚り状態で一体化されていてもよい。
【００２８】
上記の構成によれば、各導体線が無撚り状態であるので、集合導体において、デッドスペースの形成が抑制されると共に、渦電流の発生が抑制される。
【００２９】
上記各第１導体線には、相対的に高い電圧が供給されると共に、上記各第２導体線には、相対的に低い電圧が供給されるように構成されていてもよい。
【００３０】
上記の構成によれば、集合導体の内部を構成する各第１導体線に相対的に高い電圧が供給され、集合導体の周壁を構成する各第２導体線に相対的に低い電圧が供給されるので、集合導体と、例えば、その集合導体を収容するステータコアの各スロットとの電位差が小さくなり、集合導体における電気性能及び信頼性を向上させることが可能になる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、集合導体の外周に配置された各第２導体線を覆う第２の絶縁膜が集合導体の内部に配置された各第１導体線を覆う第１の絶縁膜よりも厚く形成されているので、集合導体において絶縁性を保持して導体占積率を可及的に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の各実施形態に限定されるものではない。
【００３３】
《発明の実施形態１》
図１〜図５は、本発明に係る集合導体の実施形態１を示している。
【００３４】
図１は、本実施形態の集合導体１０ａの斜視図である。
【００３５】
集合導体１０ａは、図１に示すように、その横断面において、例えば、５行（図中横方向）×２列（図中縦方向）に無撚り状態で整列された複数の第１導体線１と、各第１導体線１の間に設けられた結着材２と、５行×２列の第１導体線１の集合線の周囲を覆うように無撚り状態で整列された複数の第２導体線３と、各第２導体線３を被覆するように設けられた絶縁厚膜４と、絶縁厚膜４で被覆された各第２導体線３の間に設けられた結着材５とを備えている。ここで、各第１導体線１は、その表面に形成された結着材２によって互いに結着されて一体化されている。また、各第２導体線３は、その表面の絶縁厚膜４上に形成された結着材５によって互いに結着されると共に、５行×２列の第１導体線１の集合線に結着されて一体化されている。
【００３６】
第１導体線１及び第２導体線３は、矩形状の横断面をそれぞれ有し、例えば、銅、アルミニウム、銀、鉄、金、又は、それらの合金などの導電性を有する材料により線状に構成されている。なお、第１導体線１及び第２導体線３の各横断面は、集合導体１０ａの矩形状の全体横断面形状を分割した一部の形状になっている。
【００３７】
また、上記矩形状の横断面を有する第１導体線１（及び第２導体線３）とは、例えば、図２（ａ）に示すように、角部が直角である正方形の横断面を有する導体線１ａ、図２（ｂ）に示すように、角部が直角である長方形の横断面を有する導体線１ｂ、図２（ｃ）に示すように、角部が円弧状である略正方形の横断面を有する導体線１ｃ、図２（ｄ）に示すように、角部が円弧状である略長方形の横断面を有する導体線１ｄ、及び図２（ｅ）に示すように、一方の対向する一対の辺が平行であり且つ他方の対向する一対の辺が円弧状であるトラック状の横断面を有する導体線１ｅなどから選択されるものである。
【００３８】
さらに、第１導体線１及び第２導体線３の各横断面形状は、導体占積率や生産性などの観点から、上記矩形状が好ましいが、その他に、三角形、六角形などの多角形であってもよい。
【００３９】
また、第１導体線１及び第２導体線３の各横断面形状は、その長さ方向に沿って全て同じでなくてもよく、例えば、横断面積がその長さ方向に沿って拡大又は縮小する相似形であってもよい。
【００４０】
さらに、第１導体線１及び第２導体線３において、長辺の長さを短辺の長さの１倍〜１．５倍（好ましくは１倍〜１．２倍）とすることにより、ｍ行×ｎ列（ｍ及びｎは自然数）に整列させたとき、導体占積率が向上し大表面積の絶縁導体が得られるので、ハイブリッド車などの電気自動車に用いられるモーターの小型化及び軽量化を実現させることができる。
【００４１】
また、第１導体線１及び第２導体線３の各横断面における一辺の長さは、例えば、０．０３ｍｍ〜２ｍｍ（好ましくは０．０５ｍｍ〜１ｍｍ）であり、０．０３ｍｍφ〜２．３ｍｍφの丸線に対応するサイズであればよく、横断面積としては、０．０００７ｍｍ2〜４ｍｍ2となる。
【００４２】
なお、集合導体１０ａにおける各第１導体線１及び各第２導体線３は、例えば、正方形の横断面を有する導体線（１ａ）と三角形の横断面を有する導体線とを組み合わせて構成するなどして、全て同じ形状でなくてもよい。
【００４３】
結着材２及び５の材質としては、融着剤として、ポリアミド系、ポリビニルブチラール系、エポキシ系、ポリエステル系などの熱融着性を有する樹脂や、アルコール可溶に変性されたポリアミド系などのアルコール融着性を有する樹脂が挙げられ、接着剤として、エポキシ系、ポリイミド系、フェノール系、ポリエステル系、ウレタン系などの樹脂が挙げられる。なお、結着材２及び５は、上記のような絶縁性を有する樹脂によって構成されているので、集合導体１０における各第１導体線１及び各第２導体線３間の絶縁性を向上させることができる。
【００４４】
結着材２及び５の膜厚は、０．５μｍ〜５μｍ（好ましくは１μｍ〜３μｍ）である。なお、上記融着剤は、ディップ塗装などにより塗布され、上記接着材は、外周壁から接着剤が供給されるロールコーター２１ａ（図３参照）、当接面から接着剤が供給される含浸フェルト２１ｂ（図４参照）、ノズルから接着剤が供給されるスプレー２１ｃ（図５参照）などにより塗布される。ここで、結着材２及び５は、集合導体１０ａにおいて各第１導体線１及び各第２導体線３を固定できれば、各第１導体線１、及び絶縁厚膜４で被覆された各第２導体線３の表面に均一に形成されていなくてもよい。例えば、結着材２及び５は、各第１導体線１の表面、及び絶縁厚膜４で被覆された各第２導体線３の表面に点状やストライプ状に部分的に形成されていてもよい。この場合、各第１導体線１及び各第２導体線３間に形成される空間によって、第１導体線１同士及び第２導体線３同士がそれぞれ絶縁される。また、集合導体１０ａを構成する各第１導体線１には、同電位が供給されて第１導体線１同士の間で電流が行き来しにくいので、集合導体１０ａの使用形態によっては、各第１導体線１間の絶縁性が低くてもよい。
【００４５】
絶縁厚膜４は、例えば、電着塗装を用いて、アクリル系、エポキシ系、ポリエステル系、ウレタン系、ポリイミド系などの樹脂により形成され、又はディップ塗装を用いて、アミドイミド系、ウレタン系、エステルイミド系、ポリイミド系などの樹脂により形成されている。特に、電着塗装によって形成される絶縁厚膜４としては、絶縁性に優れるアクリル系の樹脂が好ましく、ディップ塗装によって形成される絶縁厚膜４としては、耐熱性に優れ、一般的な材料であるアミドイミド系の樹脂が好ましい。また、絶縁厚膜４の厚さは、５μｍ〜３０μｍ程度（好ましくは、１０μｍ〜２０μｍ）であり、ＡＣ１ｋＶ以上（好ましくはＡＣ２ｋＶ以上）の絶縁性を有していればよい。
【００４６】
上記構成の集合導体１０ａは、モーターを構成するステータコアに形成された各スロット溝の内部において、例えば、複数個を重ねて配置されるものである。
【００４７】
次に、上記構成の集合導体１０ａの製造方法について一例を挙げて説明する。
【００４８】
まず、例えば、銅線を伸線して、一辺０．３０ｍｍの正方形の横断面を有する第１導体線１、及び一辺０．２７ｍｍの正方形の横断面を有する第２導体線３をそれぞれ作製する。
【００４９】
続いて、作製された第１導体線１の表面に、融着剤として、例えば、エポキシ系ワニスを膜厚２μｍ程度にディップ塗装して結着材２を形成した後に、その第１導体線１を、例えば、長さ５ｍ毎に切断して複数に分断する。
【００５０】
そして、作製された第２導体線３の表面に、例えば、アクリル系ワニスを膜厚１５μｍ程度に電着塗装して、絶縁厚膜４を形成する。さらに、絶縁厚膜４が形成された第２導体線３の表面に、融着剤として、例えば、エポキシ系ワニスを膜厚２μｍ程度にディップ塗装して結着材５を形成した後に、その第２導体線３を、例えば、長さ５ｍ毎に切断して複数に分断する。
【００５１】
引き続いて、図１に示すように、各々、表面に結着材２が形成された１０本の第１導体線１を５行×２列に無撚り状態で整列させ、その整列させた集合線の周囲に、各々、表面に絶縁厚膜４を介して結着材５が形成された１８本の第２導体線３を無撚り状態で整列させた後に、２００℃程度に加熱することにより、隣り合った第１導体線１及び第２導体線３の各結着材２及び５を相互に融着一体化させる。
【００５２】
以上のようにして、本実施形態の集合導体１０ａを製造することができる。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態の集合導体１０ａによれば、集合導体１０ａの内部において、各第１導体線１の間には、相対的に薄い第１の絶縁膜として結着材２が設けられているので、集合導体１０ａの横断面における絶縁部の占める割合が低くなって、集合導体１０ａの導体占積率を向上させることができる。また、集合導体１０ａの周壁には、各第２導体線３の間に設けられた相対的に厚い第２の絶縁膜として、絶縁厚膜３及び結着材５が配置するので、集合導体１０ａ同士の絶縁性を保持することができる。ここで、一般的な集合導体では、各導体線における電流がその長さ方向に沿って流れるので、各導体線間の絶縁性よりも、集合導体同士の絶縁性が重要視される。したがって、各第１導体線１が配置された集合導体１０ａの内部構造によって導体占積率を向上させると共に、各第２導体線３が配置された集合導体１０ａの外周構造によって絶縁性を保持させることになるので、集合導体１０ａにおいて絶縁性を保持して導体占積率を可及的に向上させることができる。
【００５４】
また、本実施形態の集合導体１０ａによれば、各第１導体線１を互いに結着するための結着材２によって、各第１導体線１の絶縁性が保持されるので、例えば、各第１導体線の間に絶縁膜、結着材及び絶縁膜を積層して各第１導体線の絶縁性を保持する場合よりも、集合導体の導体占積率を向上させることができる。
【００５５】
また、本実施形態の集合導体１０ａによれば、各第２導体線３に対して、絶縁厚膜４及び結着材５が順に積層されているので、各第２導体線３における絶縁性を向上させることができる。
【００５６】
また、本実施形態の集合導体１０ａによれば、絶縁厚膜４が電着塗装により形成されているので、電着塗装する際の印加電圧を調整するだけで、絶縁厚膜を一度に、例えば、１０μｍ〜２０μｍ程度に厚く均一に形成することができ、集合導体１０ａの絶縁性を保持することができる。
【００５７】
また、本実施形態の集合導体１０ａによれば、各第１導体線１及び各第２導体線３の横断面が矩形状になっているので、各第１導体線１及び各第２導体線３の側面を重ね合わせることにより、各第１導体線１及び各第２導体線３が幅方向及び高さ方向に容易に整列され、集合導体１０ａにおける導体占積率を向上させることができる。
【００５８】
また、本実施形態の集合導体１０ａによれば、各第１導体線１及び各第２導体線３が無撚り状態であるので、集合導体１０ａにおいて、デッドスペースの形成を抑制すると共に、渦電流の発生を抑制することができる。
【００５９】
また、本実施形態の集合導体１０ａは、各第１導体線１に相対的に高い電圧が供給されると共に、各第２導体線３に相対的に低い電圧が供給されるように構成されていてもよい。これによれば、集合導体１０ａと、例えば、その集合導体１０ａを収容するステータコアの各スロットとの電位差が小さくなり、集合導体における電気性能及び信頼性を向上させることができる。
【００６０】
《発明の実施形態２》
図６は、本実施形態の集合導体１０ｂの斜視図である。なお、以下の各実施形態において、図１〜図５と同じ部分については同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００６１】
集合導体１０ｂは、図６に示すように、その横断面において、例えば、６行（図中横方向）×３列（図中縦方向）に無撚り状態で整列された複数の第１導体線１と、各第１導体線１の間に設けられた結着材２と、６行×３列の第１導体線１の集合線の周囲を覆うように無撚り状態で整列された複数の第２導体線３と、各第２導体線３を被覆するように設けられた絶縁厚膜４と、絶縁厚膜４で被覆された各第２導体線３の間に設けられた結着材５とを備えている。
【００６２】
各第１導体線１の横断面は、例えば、一辺０．３０ｍｍ程度の正方形であり、各第２導体線３の横断面は、例えば、一辺０．１０ｍｍ程度の正方形であるので、各第２導体線３の横断面積は、図６に示すように、各第１導体線１の横断面積よりも小さくなっている。
【００６３】
上記構成の集合導体１０ｂは、上記実施形態１の各導体線のサイズ及び配列本数を変更すれば製造することができるので、製造方法の詳細な説明を省略する。
【００６４】
本実施形態の集合導体１０ｂによれば、上記実施形態１の効果の他に、各第２導体線３の横断面積が各第１導体線１の横断面積よりも小さくなっているので、集合導体１０ｂの横断面において集合導体１０ｂの絶縁性の保持に寄与する第２の絶縁膜（絶縁厚膜４及び結着材５）の占める割合が低くなって、集合導体の導体占積率を向上させることができる。
【００６５】
《発明の実施形態３》
図７は、本実施形態の集合導体１０ｃの斜視図である。
【００６６】
集合導体１０ｃは、図７に示すように、その横断面において、例えば、１０行（図中横方向）×５列（図中縦方向）に無撚り状態で整列された複数の第１導体線１と、各第１導体線１の間に設けられた結着材２と、１０行×５列の第１導体線１の集合線の周囲を覆うように無撚り状態で整列された複数の第２導体線３と、各第２導体線３を被覆するように設けられた絶縁厚膜４と、絶縁厚膜４で被覆された各第２導体線３の間に設けられた結着材５とを備えている。
【００６７】
各第１導体線１の横断面は、例えば、縦０．１０ｍｍ×横０．１５ｍｍ程度の長方形であり、各第２導体線３の横断面は、例えば、一辺０．２５ｍｍ程度の正方形であるので、各第１導体線１の横断面積は、図６に示すように、各第２導体線３の横断面積よりも小さくなっている。
【００６８】
上記構成の集合導体１０ｃは、上記実施形態１の各導体線のサイズ及び配列本数を変更すれば製造することができるので、製造方法の詳細な説明を省略する。
【００６９】
本実施形態の集合導体１０ｃによれば、上記実施形態１の効果の他に、各第１導体線１の横断面積が各第２導体線３の横断面積よりも小さくなっているので、集合導体１０ｃにおいて各第１導体線１が形成する導体の表面積が大きくなる。そのため、表皮効果によって各第１導体線１の表面に電流が集中し易い高周波環境においても、低損失で電流を流すことができる。
【００７０】
《発明の実施形態４》
図８は、本実施形態の集合導体１０ｄの斜視図である。
【００７１】
集合導体１０ｄは、図８に示すように、その横断面において、例えば、６行（図中横方向）×３列（図中縦方向）に無撚り状態で整列された複数の第１導体線１と、各第１導体線１の間に設けられた結着材２と、６行×３列の第１導体線１の集合線の周囲を覆うように無撚り状態で整列された複数の第２導体線３と、各第２導体線３を被覆するように設けられた絶縁厚膜４と、絶縁厚膜４で被覆された各第２導体線３の間に設けられた結着材５とを備えている。
【００７２】
各第１導体線１の横断面は、例えば、一辺０．３０ｍｍ程度の正方形であるので、各第１導体線１の結着界面と各第２導体線３の結着界面とが一致していないように、各第２導体線３の横断面は、例えば、０．１８ｍｍ〜０．２５ｍｍ×０．３３ｍｍ〜０．４５ｍｍ程度の長方形になっている。
【００７３】
上記構成の集合導体１０ｄは、上記実施形態１の各導体線のサイズ及び配列本数を変更すれば製造することができるので、製造方法の詳細な説明を省略する。
【００７４】
本実施形態の集合導体１０ｄによれば、上記実施形態１の効果の他に、各第１導体線１の結着界面と各第２導体線３の結着界面とが一致していないので、各第１導体線の結着界面と各第２導体線の結着界面とが一致している場合よりも、集合導体１０ｄを屈曲させた際の各導体線１及び３のばらけを抑制することができる。
【００７５】
《発明の実施形態５》
図９は、本実施形態の集合導体１０ｅの斜視図である。
【００７６】
集合導体１０ｅは、図９に示すように、その横断面において、例えば、４行（図中横方向）×３列（図中縦方向）に無撚り状態で整列された複数の第１導体線１と、各第１導体線１を被覆するように設けられた絶縁薄膜６と、絶縁薄膜６で被覆された各第１導体線１の間に設けられた結着材２と、４行×３列の第１導体線１の集合線の周囲を覆うように無撚り状態で整列された複数の第２導体線３と、各第２導体線３を被覆するように設けられた絶縁厚膜４と、絶縁厚膜４で被覆された各第２導体線３の間に設けられた結着材５とを備えている。
【００７７】
絶縁薄膜６は、例えば、電着塗装を用いて、アクリル系、エポキシ系、ポリエステル系、ウレタン系、ポリイミド系などの樹脂により形成され、又はディップ塗装を用いて、アミドイミド系、ウレタン系、エステルイミド系、ポリイミド系などの樹脂により形成されている。特に、電着塗装によって形成される絶縁薄膜６としては、絶縁性に優れるアクリル系の樹脂が好ましく、ディップ塗装によって形成される絶縁薄膜６としては、耐熱性に優れ、一般的な材料であるアミドイミド系の樹脂が好ましい。また、絶縁薄膜６の厚さは、０．５μｍ〜３μｍ程度（好ましくは、０．５μｍ〜１μｍ）である。
【００７８】
次に、上記構成の集合導体１０ｅの製造方法について一例を挙げて説明する。
【００７９】
まず、例えば、銅線を伸線して、一辺０．３０ｍｍの正方形の横断面を有する第１導体線１、及び一辺０．２７ｍｍの正方形の横断面を有する第２導体線３をそれぞれ作製する。
【００８０】
続いて、作製された第１導体線１の表面に、例えば、アクリル系ワニスを膜厚０．７５μｍ程度に電着塗装して、絶縁薄膜６を形成した後に、その第１導体線１を、例えば、長さ５ｍ毎に切断して複数に分断する。
【００８１】
そして、作製された第２導体線３の表面に、例えば、アクリル系ワニスを膜厚１５μｍ程度に電着塗装して、絶縁厚膜４を形成した後に、その第２導体線３を、例えば、長さ５ｍ毎に切断して複数に分断する。
【００８２】
さらに、絶縁薄膜６が形成された第１導体線１、及び絶縁厚膜４が形成された第２導体線３の所定の側面、すなわち、集合導体１０ｅにおいて隣り合う各導体線（１及び３）の少なくとも一方の側面に、例えば、図３のロールコーター２１ａ、図４の含浸フェルト２１ｂ、図５のスプレー２１ｃなどを用いて、接着剤として、エポキシ系ワニスを膜厚２μｍ程度に塗布することにより、結着材２及び５を形成する。
【００８３】
引き続いて、図９に示すように、各々、表面に結着材２が形成された１２本の第１導体線１を４行×３列に無撚り状態で整列させ、その整列させた集合体の周囲に、各々、表面に結着材５が形成された１８本の第２導体線３を無撚り状態で整列させた後に、２００℃程度に加熱することにより、隣り合った第１導体線１及び第２導体線３の各結着材２及び５を相互に融着一体化させる。
【００８４】
以上のようにして、本実施形態の集合導体１０ｅを製造することができる。
【００８５】
以上説明したように、本実施形態の集合導体１０ｅによれば、集合導体１０ｅの内部において、各第１導体線１の間には、相対的に薄い第１の絶縁膜として絶縁薄膜６及び結着材２が設けられているので、集合導体１０ｅの横断面における絶縁部の占める割合が低くなって、集合導体１０ｅの導体占積率を向上させることができる。また、集合導体１０ｅの周壁には、各第２導体線３の間に設けられた相対的に厚い第２の絶縁膜として、絶縁厚膜４及び結着材５が配置するので、集合導体１０ｅ同士の絶縁性を保持することができる。ここで、一般的な集合導体では、各導体線における電流がその長さ方向に沿って流れるので、各導体線間の絶縁性よりも、集合導体同士の絶縁性が重要視される。したがって、各第１導体線１が配置された集合導体１０ｅの内部構造によって導体占積率を向上させると共に、各第２導体線３が配置された集合導体１０ｅの外周構造によって絶縁性を保持させることになるので、集合導体１０ｅにおいて絶縁性を保持して導体占積率を可及的に向上させることができる。
【００８６】
また、本実施形態の集合導体１０ｅによれば、各第１導体線１に対して、絶縁薄膜６及び結着材２が順に積層されているので、各第１導体線１における絶縁性を向上させることができると共に、絶縁薄膜６が結着材２の下地膜になるので、各第１導体線１に対する結着材２の接着力を向上させることができる。さらに、各第１導体線１に絶縁薄膜６及び結着材２が順に積層され、各第２導体線３に絶縁厚膜４及び結着材５が順に積層されているので、各導体線１及び３の構成が同じになって、集合導体１０ｅの内部及び外周における接着（結着）性のアンバランスを解消することができる。
【００８７】
また、本実施形態の集合導体１０ｅによれば、絶縁薄膜６が電着塗装により形成されているので、電着塗装する際の印加電圧を調整するだけで、絶縁薄膜６を、例えば、０．５μｍ〜１．５μｍ程度に薄く均一に形成することができ、絶縁薄膜６の形成による集合導体１０ｅにおける導体占積率の低下を抑制することができる。
【００８８】
また、本実施形態の集合導体１０ｅによれば、各第１導体線１に対する絶縁薄膜６の密着性、及び各第２導体線３に対する絶縁厚膜４の密着性が高いので、屈曲させたときの被膜剥がれを抑制することができる。
【００８９】
また、本実施形態の集合導体１０ｅによれば、相対的に薄い絶縁薄膜６に被覆された各第１導体線１を内側に、及び相対的に厚い絶縁厚膜４に被覆された各第２導体線３を外側に配列させるだけで、絶縁性を保持して導体占積率を向上させることができるので、高い生産性で集合導体を製造することができる。
【００９０】
ここで、本実施形態の集合導体１０ｅに対応する比較例の集合導体１１０ａでは、図１０に示すように、各々、絶縁薄膜１０２で被覆された複数の導体線１０１を結着材１０３を介して結着させた集合線に対し、ポリイミドフィルムなどの絶縁テープ１０４がらせん状に重ね合わせて巻かれている。この集合導体１１０ａでは、その作業性が低く、絶縁テープ１０４を巻く際に不要な空間が形成され易いので、集合導体１１０ａの絶縁性が不均一になったり、導体占積率が低下したりするおそれがある。ここで、絶縁テープ１０４の厚さを薄くすれば、巻き易くなって作業性が高くなるものの、集合導体１１０ａの絶縁性を低下させるおそれがある。また、比較例の集合導体１１０ｂでは、図１１に示すように、各々、絶縁薄膜１０２で被覆された複数の導体線１０１を結着材１０３を介して結着させた集合線に対し、紫外線硬化樹脂などの絶縁被覆層１０５がコーティングされている。この集合導体１１０ｂでは、角部において絶縁被覆層１０５が薄くなり易いので、集合導体１１０ｂの絶縁性を低下させるおそれがある。
【００９１】
また、本実施形態の集合導体１０ｅによれば、形状に拘束力のある絶縁テープ１０４や絶縁被覆層１０５が外周に構成されていないので、屈曲させ易い集合導体を提供することができる。
【００９２】
上記各実施形態では、結着材２及び５として、融着剤又は接着剤を用いる構成及び製造方法を例示したが、本発明は、例えば、集合導体の内部及び外周における接着性のアンバランスを解消するために、結着材２として金属用接着剤を用いると共に、結着材５としてプラスチック用融着剤を用いるなどするように、融着剤及び接着剤を適宜組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
以上説明したように、本発明は、集合導体における導体占積率を向上させることができるので、モーター用途のマグネットワイヤについて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】実施形態１に係る集合導体１０ａの斜視図である。
【図２】集合導体１０ａを構成する第１導体線１（１ａ〜１ｅ）の断面図である。
【図３】第１導体線１に接着材２を塗布するためのロールコーター２１ａの模式図である。
【図４】第１導体線１に接着材２を塗布するための含浸フェルト２１ｂの模式図である。
【図５】第１導体線１に接着材２を塗布するためのスプレー２１ｃの模式図である。
【図６】実施形態２に係る集合導体１０ｂの斜視図である。
【図７】実施形態３に係る集合導体１０ｃの斜視図である。
【図８】実施形態４に係る集合導体１０ｄの斜視図である。
【図９】実施形態５に係る集合導体１０ｅの断面図である。
【図１０】従来の集合導体１１０ａの断面図である。
【図１１】従来の集合導体１１０ｂの断面図である。
【符号の説明】
【００９５】
１ 第１導体線
２ 結着材（第１の絶縁膜）
３ 第２導体線
４ 絶縁厚膜（第２の絶縁膜）
５ 結着材（第２の絶縁膜）
６ 絶縁薄膜（第１の絶縁膜）
１０ａ〜１０ｅ 集合導体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集合導体に関し、特に、複数の導体線が束ねられて一体に構成された集合導体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電磁機械器具のコイルに用いられるマグネットワイヤとして、複数の導体線が束ねられて一体に構成された集合導体が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、複数本の自己融着性平角エナメル線を集合、転位、撚合わせて得られる撚線の外周に絶縁テープを螺旋巻きしてなる自己融着性転位電線において、自己融着性平角エナメル線が自己潤滑・自己融着性平角エナメル線であるものが開示されている。そして、特許文献１には、この自己融着性転位電線によれば、転位電線の製造作業及びコイル巻線作業時には素線同志が優れた相互滑り性を発揮し、しかもコイルの熱融着時には素線相互が強固に熱融着できる、と記載されている。
【特許文献１】特開平１１−２０３９４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、電気自動車のモーター用のマグネットワイヤとして、集合導体が注目されている。このモーター用途の集合導体では、モーターの性能を向上させるために、その横断面における導体部の面積が占める割合、すなわち、導体占積率を向上させる必要があると共に、集合導体の絶縁性を保持する必要がある。ここで、集合導体の絶縁性は、導体部の周囲に設けられた絶縁部の厚さなどに依存するので、集合導体において、導体占積率の向上と絶縁性の保持とは、トレードオフの関係にある。また、集合導体にポリイミドフィルムなどの絶縁テープをらせん状に重ね合わせて巻くことにより、集合導体の絶縁性を保持する方法は、実用化されているものの、その作業性が低く、また、絶縁テープを巻く際に不要な空間が形成され易いので、集合導体の絶縁性が不均一になったり、導体占積率が低下したりするおそれがある。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、集合導体において絶縁性を保持して導体占積率を可及的に向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、集合導体の外周に配置された各第２導体線を覆う第２の絶縁膜が集合導体の内部に配置された各第１導体線を覆う第１の絶縁膜よりも厚くなるようにしたものである。
【０００７】
具体的に本発明に係る集合導体は、各々、全体横断面形状を分割した一部の形状の横断面を有する複数の導体線が一体化した集合導体であって、上記複数の導体線は、内部に配置された複数の第１導体線と、該複数の第１導体線の周囲を覆うように配置された複数の第２導体線とにより構成され、上記各第１導体線は、第１の絶縁膜に覆われ、上記各第２導体線は、上記第１の絶縁膜よりも厚く形成された第２の絶縁膜に覆われていることを特徴とする。
【０００８】
上記の構成によれば、集合導体の内部において、各第１導体線の間には、相対的に薄い第１の絶縁膜が設けられているので、集合導体の横断面における絶縁部の占める割合が低くなって、集合導体の導体占積率が向上する。また、集合導体の周壁には、各第２導体線の間に設けられた相対的に厚い第２の絶縁膜が配置するので、集合導体同士の絶縁性が保持される。ここで、一般的な集合導体では、各導体線における電流がその長さ方向に沿って流れるので、各導体線間の絶縁性よりも、集合導体同士の絶縁性が重要視される。したがって、各第１導体線が配置された集合導体の内部構造によって導体占積率を向上させると共に、各第２導体線が配置された集合導体の外周構造によって絶縁性を保持させることになるので、集合導体において絶縁性を保持して導体占積率を可及的に向上させることが可能になる。
【０００９】
上記第１の絶縁膜は、上記各第１導体線を互いに結着するための結着材であってもよい。
【００１０】
上記の構成によれば、第１の絶縁膜が結着材であるので、各第１導体線を互いに結着するための結着材によって、各第１導体線の絶縁性が保持される。そのため、各第１導体線の間に絶縁膜、結着材及び絶縁膜を積層して各第１導体線の絶縁性を保持する場合よりも、集合導体の導体占積率が向上する。
【００１１】
上記第１の絶縁膜は、上記各第１導体線を被覆して絶縁するための絶縁薄膜と、該絶縁薄膜で被覆された各第１導体線を互いに結着するための結着材とを備えていてもよい。
【００１２】
上記の構成によれば、各第１導体線に対して、絶縁薄膜及び結着材が順に積層されているので、各第１導体線における絶縁性を向上させることが可能になると共に、絶縁薄膜が結着材の下地膜になるので、各第１導体線に対する結着材の接着力が向上する。
【００１３】
上記絶縁薄膜は、電着塗装により形成されていてもよい。
【００１４】
上記の構成によれば、絶縁薄膜が電着塗装により形成されているので、電着塗装する際の印加電圧を調整するだけで、絶縁薄膜を、例えば、０．５μｍ〜１．５μｍ程度に薄く均一に形成することが可能になり、絶縁薄膜の形成による集合導体における導体占積率の低下が抑制される。
【００１５】
上記第２の絶縁膜は、上記各第２導体線を被覆して絶縁するための絶縁厚膜と、該絶縁厚膜で被覆された各第２導体線を互いに結着するための結着材とを備えていてもよい。
【００１６】
上記の構成によれば、各第２導体線に対して、絶縁厚膜及び結着材が順に積層されているので、各第２導体線における絶縁性を向上させることが可能になる。
【００１７】
上記絶縁厚膜は、電着塗装により形成されていてもよい。
【００１８】
上記の構成によれば、絶縁厚膜が電着塗装により形成されているので、電着塗装する際の印加電圧を調整するだけで、絶縁厚膜を一度に、例えば、１０μｍ〜２０μｍ程度に厚く均一に形成することが可能になり、集合導体の絶縁性が保持される。
【００１９】
上記各第２導体線の横断面積は、上記各第１導体線の横断面積よりも小さくなっていてもよい。
【００２０】
上記の構成によれば、各第２導体線の横断面積が各第１導体線の横断面積よりも小さくなっているので、集合導体の横断面において集合導体の絶縁性の保持に寄与する第２の絶縁膜の占める割合が低くなって、集合導体の導体占積率が向上する。
【００２１】
上記各第１導体線の横断面積は、上記各第２導体線の横断面積よりも小さくなっていてもよい。
【００２２】
上記の構成によれば、各第１導体線の横断面積が各第２導体線の横断面積よりも小さくなっているので、集合導体において各第１導体線が形成する導体の表面積が大きくなる。そのため、表皮効果によって導体の表面に電流が集中し易い高周波環境においても、低損失で電流を流すことが可能になる。
【００２３】
上記各導体線は、上記各第１導体線の界面と上記各第２導体線の界面とが一致しないように配置されていてもよい。
【００２４】
上記の構成によれば、各第１導体線の界面と各第２導体線の界面とが一致していないので、各第１導体線の界面と各第２導体線の界面とが一致している場合よりも、集合導体を屈曲させた際の各導体線のばらけを抑制することが可能になる。
【００２５】
上記各導体線の横断面は、矩形状に形成されていてもよい。
【００２６】
上記の構成によれば、各導体線の横断面が矩形状になっているので、各導体線の側面を重ね合わせることにより、各導体線が幅方向及び高さ方向に容易に整列され、集合導体における導体占積率を向上させることが可能になる。
【００２７】
上記各導体線は、無撚り状態で一体化されていてもよい。
【００２８】
上記の構成によれば、各導体線が無撚り状態であるので、集合導体において、デッドスペースの形成が抑制されると共に、渦電流の発生が抑制される。
【００２９】
上記各第１導体線には、相対的に高い電圧が供給されると共に、上記各第２導体線には、相対的に低い電圧が供給されるように構成されていてもよい。
【００３０】
上記の構成によれば、集合導体の内部を構成する各第１導体線に相対的に高い電圧が供給され、集合導体の周壁を構成する各第２導体線に相対的に低い電圧が供給されるので、集合導体と、例えば、その集合導体を収容するステータコアの各スロットとの電位差が小さくなり、集合導体における電気性能及び信頼性を向上させることが可能になる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、集合導体の外周に配置された各第２導体線を覆う第２の絶縁膜が集合導体の内部に配置された各第１導体線を覆う第１の絶縁膜よりも厚く形成されているので、集合導体において絶縁性を保持して導体占積率を可及的に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の各実施形態に限定されるものではない。
【００３３】
《発明の実施形態１》
図１〜図５は、本発明に係る集合導体の実施形態１を示している。
【００３４】
図１は、本実施形態の集合導体１０ａの斜視図である。
【００３５】
集合導体１０ａは、図１に示すように、その横断面において、例えば、５行（図中横方向）×２列（図中縦方向）に無撚り状態で整列された複数の第１導体線１と、各第１導体線１の間に設けられた結着材２と、５行×２列の第１導体線１の集合線の周囲を覆うように無撚り状態で整列された複数の第２導体線３と、各第２導体線３を被覆するように設けられた絶縁厚膜４と、絶縁厚膜４で被覆された各第２導体線３の間に設けられた結着材５とを備えている。ここで、各第１導体線１は、その表面に形成された結着材２によって互いに結着されて一体化されている。また、各第２導体線３は、その表面の絶縁厚膜４上に形成された結着材５によって互いに結着されると共に、５行×２列の第１導体線１の集合線に結着されて一体化されている。
【００３６】
第１導体線１及び第２導体線３は、矩形状の横断面をそれぞれ有し、例えば、銅、アルミニウム、銀、鉄、金、又は、それらの合金などの導電性を有する材料により線状に構成されている。なお、第１導体線１及び第２導体線３の各横断面は、集合導体１０ａの矩形状の全体横断面形状を分割した一部の形状になっている。
【００３７】
また、上記矩形状の横断面を有する第１導体線１（及び第２導体線３）とは、例えば、図２（ａ）に示すように、角部が直角である正方形の横断面を有する導体線１ａ、図２（ｂ）に示すように、角部が直角である長方形の横断面を有する導体線１ｂ、図２（ｃ）に示すように、角部が円弧状である略正方形の横断面を有する導体線１ｃ、図２（ｄ）に示すように、角部が円弧状である略長方形の横断面を有する導体線１ｄ、及び図２（ｅ）に示すように、一方の対向する一対の辺が平行であり且つ他方の対向する一対の辺が円弧状であるトラック状の横断面を有する導体線１ｅなどから選択されるものである。
【００３８】
さらに、第１導体線１及び第２導体線３の各横断面形状は、導体占積率や生産性などの観点から、上記矩形状が好ましいが、その他に、三角形、六角形などの多角形であってもよい。
【００３９】
また、第１導体線１及び第２導体線３の各横断面形状は、その長さ方向に沿って全て同じでなくてもよく、例えば、横断面積がその長さ方向に沿って拡大又は縮小する相似形であってもよい。
【００４０】
さらに、第１導体線１及び第２導体線３において、長辺の長さを短辺の長さの１倍〜１．５倍（好ましくは１倍〜１．２倍）とすることにより、ｍ行×ｎ列（ｍ及びｎは自然数）に整列させたとき、導体占積率が向上し大表面積の絶縁導体が得られるので、ハイブリッド車などの電気自動車に用いられるモーターの小型化及び軽量化を実現させることができる。
【００４１】
また、第１導体線１及び第２導体線３の各横断面における一辺の長さは、例えば、０．０３ｍｍ〜２ｍｍ（好ましくは０．０５ｍｍ〜１ｍｍ）であり、０．０３ｍｍφ〜２．３ｍｍφの丸線に対応するサイズであればよく、横断面積としては、０．０００７ｍｍ2〜４ｍｍ2となる。
【００４２】
なお、集合導体１０ａにおける各第１導体線１及び各第２導体線３は、例えば、正方形の横断面を有する導体線（１ａ）と三角形の横断面を有する導体線とを組み合わせて構成するなどして、全て同じ形状でなくてもよい。
【００４３】
結着材２及び５の材質としては、融着剤として、ポリアミド系、ポリビニルブチラール系、エポキシ系、ポリエステル系などの熱融着性を有する樹脂や、アルコール可溶に変性されたポリアミド系などのアルコール融着性を有する樹脂が挙げられ、接着剤として、エポキシ系、ポリイミド系、フェノール系、ポリエステル系、ウレタン系などの樹脂が挙げられる。なお、結着材２及び５は、上記のような絶縁性を有する樹脂によって構成されているので、集合導体１０における各第１導体線１及び各第２導体線３間の絶縁性を向上させることができる。
【００４４】
結着材２及び５の膜厚は、０．５μｍ〜５μｍ（好ましくは１μｍ〜３μｍ）である。なお、上記融着剤は、ディップ塗装などにより塗布され、上記接着材は、外周壁から接着剤が供給されるロールコーター２１ａ（図３参照）、当接面から接着剤が供給される含浸フェルト２１ｂ（図４参照）、ノズルから接着剤が供給されるスプレー２１ｃ（図５参照）などにより塗布される。ここで、結着材２及び５は、集合導体１０ａにおいて各第１導体線１及び各第２導体線３を固定できれば、各第１導体線１、及び絶縁厚膜４で被覆された各第２導体線３の表面に均一に形成されていなくてもよい。例えば、結着材２及び５は、各第１導体線１の表面、及び絶縁厚膜４で被覆された各第２導体線３の表面に点状やストライプ状に部分的に形成されていてもよい。この場合、各第１導体線１及び各第２導体線３間に形成される空間によって、第１導体線１同士及び第２導体線３同士がそれぞれ絶縁される。また、集合導体１０ａを構成する各第１導体線１には、同電位が供給されて第１導体線１同士の間で電流が行き来しにくいので、集合導体１０ａの使用形態によっては、各第１導体線１間の絶縁性が低くてもよい。
【００４５】
絶縁厚膜４は、例えば、電着塗装を用いて、アクリル系、エポキシ系、ポリエステル系、ウレタン系、ポリイミド系などの樹脂により形成され、又はディップ塗装を用いて、アミドイミド系、ウレタン系、エステルイミド系、ポリイミド系などの樹脂により形成されている。特に、電着塗装によって形成される絶縁厚膜４としては、絶縁性に優れるアクリル系の樹脂が好ましく、ディップ塗装によって形成される絶縁厚膜４としては、耐熱性に優れ、一般的な材料であるアミドイミド系の樹脂が好ましい。また、絶縁厚膜４の厚さは、５μｍ〜３０μｍ程度（好ましくは、１０μｍ〜２０μｍ）であり、ＡＣ１ｋＶ以上（好ましくはＡＣ２ｋＶ以上）の絶縁性を有していればよい。
【００４６】
上記構成の集合導体１０ａは、モーターを構成するステータコアに形成された各スロット溝の内部において、例えば、複数個を重ねて配置されるものである。
【００４７】
次に、上記構成の集合導体１０ａの製造方法について一例を挙げて説明する。
【００４８】
まず、例えば、銅線を伸線して、一辺０．３０ｍｍの正方形の横断面を有する第１導体線１、及び一辺０．２７ｍｍの正方形の横断面を有する第２導体線３をそれぞれ作製する。
【００４９】
続いて、作製された第１導体線１の表面に、融着剤として、例えば、エポキシ系ワニスを膜厚２μｍ程度にディップ塗装して結着材２を形成した後に、その第１導体線１を、例えば、長さ５ｍ毎に切断して複数に分断する。
【００５０】
そして、作製された第２導体線３の表面に、例えば、アクリル系ワニスを膜厚１５μｍ程度に電着塗装して、絶縁厚膜４を形成する。さらに、絶縁厚膜４が形成された第２導体線３の表面に、融着剤として、例えば、エポキシ系ワニスを膜厚２μｍ程度にディップ塗装して結着材５を形成した後に、その第２導体線３を、例えば、長さ５ｍ毎に切断して複数に分断する。
【００５１】
引き続いて、図１に示すように、各々、表面に結着材２が形成された１０本の第１導体線１を５行×２列に無撚り状態で整列させ、その整列させた集合線の周囲に、各々、表面に絶縁厚膜４を介して結着材５が形成された１８本の第２導体線３を無撚り状態で整列させた後に、２００℃程度に加熱することにより、隣り合った第１導体線１及び第２導体線３の各結着材２及び５を相互に融着一体化させる。
【００５２】
以上のようにして、本実施形態の集合導体１０ａを製造することができる。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態の集合導体１０ａによれば、集合導体１０ａの内部において、各第１導体線１の間には、相対的に薄い第１の絶縁膜として結着材２が設けられているので、集合導体１０ａの横断面における絶縁部の占める割合が低くなって、集合導体１０ａの導体占積率を向上させることができる。また、集合導体１０ａの周壁には、各第２導体線３の間に設けられた相対的に厚い第２の絶縁膜として、絶縁厚膜３及び結着材５が配置するので、集合導体１０ａ同士の絶縁性を保持することができる。ここで、一般的な集合導体では、各導体線における電流がその長さ方向に沿って流れるので、各導体線間の絶縁性よりも、集合導体同士の絶縁性が重要視される。したがって、各第１導体線１が配置された集合導体１０ａの内部構造によって導体占積率を向上させると共に、各第２導体線３が配置された集合導体１０ａの外周構造によって絶縁性を保持させることになるので、集合導体１０ａにおいて絶縁性を保持して導体占積率を可及的に向上させることができる。
【００５４】
また、本実施形態の集合導体１０ａによれば、各第１導体線１を互いに結着するための結着材２によって、各第１導体線１の絶縁性が保持されるので、例えば、各第１導体線の間に絶縁膜、結着材及び絶縁膜を積層して各第１導体線の絶縁性を保持する場合よりも、集合導体の導体占積率を向上させることができる。
【００５５】
また、本実施形態の集合導体１０ａによれば、各第２導体線３に対して、絶縁厚膜４及び結着材５が順に積層されているので、各第２導体線３における絶縁性を向上させることができる。
【００５６】
また、本実施形態の集合導体１０ａによれば、絶縁厚膜４が電着塗装により形成されているので、電着塗装する際の印加電圧を調整するだけで、絶縁厚膜を一度に、例えば、１０μｍ〜２０μｍ程度に厚く均一に形成することができ、集合導体１０ａの絶縁性を保持することができる。
【００５７】
また、本実施形態の集合導体１０ａによれば、各第１導体線１及び各第２導体線３の横断面が矩形状になっているので、各第１導体線１及び各第２導体線３の側面を重ね合わせることにより、各第１導体線１及び各第２導体線３が幅方向及び高さ方向に容易に整列され、集合導体１０ａにおける導体占積率を向上させることができる。
【００５８】
また、本実施形態の集合導体１０ａによれば、各第１導体線１及び各第２導体線３が無撚り状態であるので、集合導体１０ａにおいて、デッドスペースの形成を抑制すると共に、渦電流の発生を抑制することができる。
【００５９】
また、本実施形態の集合導体１０ａは、各第１導体線１に相対的に高い電圧が供給されると共に、各第２導体線３に相対的に低い電圧が供給されるように構成されていてもよい。これによれば、集合導体１０ａと、例えば、その集合導体１０ａを収容するステータコアの各スロットとの電位差が小さくなり、集合導体における電気性能及び信頼性を向上させることができる。
【００６０】
《発明の実施形態２》
図６は、本実施形態の集合導体１０ｂの斜視図である。なお、以下の各実施形態において、図１〜図５と同じ部分については同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００６１】
集合導体１０ｂは、図６に示すように、その横断面において、例えば、６行（図中横方向）×３列（図中縦方向）に無撚り状態で整列された複数の第１導体線１と、各第１導体線１の間に設けられた結着材２と、６行×３列の第１導体線１の集合線の周囲を覆うように無撚り状態で整列された複数の第２導体線３と、各第２導体線３を被覆するように設けられた絶縁厚膜４と、絶縁厚膜４で被覆された各第２導体線３の間に設けられた結着材５とを備えている。
【００６２】
各第１導体線１の横断面は、例えば、一辺０．３０ｍｍ程度の正方形であり、各第２導体線３の横断面は、例えば、一辺０．１０ｍｍ程度の正方形であるので、各第２導体線３の横断面積は、図６に示すように、各第１導体線１の横断面積よりも小さくなっている。
【００６３】
上記構成の集合導体１０ｂは、上記実施形態１の各導体線のサイズ及び配列本数を変更すれば製造することができるので、製造方法の詳細な説明を省略する。
【００６４】
本実施形態の集合導体１０ｂによれば、上記実施形態１の効果の他に、各第２導体線３の横断面積が各第１導体線１の横断面積よりも小さくなっているので、集合導体１０ｂの横断面において集合導体１０ｂの絶縁性の保持に寄与する第２の絶縁膜（絶縁厚膜４及び結着材５）の占める割合が低くなって、集合導体の導体占積率を向上させることができる。
【００６５】
《発明の実施形態３》
図７は、本実施形態の集合導体１０ｃの斜視図である。
【００６６】
集合導体１０ｃは、図７に示すように、その横断面において、例えば、１０行（図中横方向）×５列（図中縦方向）に無撚り状態で整列された複数の第１導体線１と、各第１導体線１の間に設けられた結着材２と、１０行×５列の第１導体線１の集合線の周囲を覆うように無撚り状態で整列された複数の第２導体線３と、各第２導体線３を被覆するように設けられた絶縁厚膜４と、絶縁厚膜４で被覆された各第２導体線３の間に設けられた結着材５とを備えている。
【００６７】
各第１導体線１の横断面は、例えば、縦０．１０ｍｍ×横０．１５ｍｍ程度の長方形であり、各第２導体線３の横断面は、例えば、一辺０．２５ｍｍ程度の正方形であるので、各第１導体線１の横断面積は、図６に示すように、各第２導体線３の横断面積よりも小さくなっている。
【００６８】
上記構成の集合導体１０ｃは、上記実施形態１の各導体線のサイズ及び配列本数を変更すれば製造することができるので、製造方法の詳細な説明を省略する。
【００６９】
本実施形態の集合導体１０ｃによれば、上記実施形態１の効果の他に、各第１導体線１の横断面積が各第２導体線３の横断面積よりも小さくなっているので、集合導体１０ｃにおいて各第１導体線１が形成する導体の表面積が大きくなる。そのため、表皮効果によって各第１導体線１の表面に電流が集中し易い高周波環境においても、低損失で電流を流すことができる。
【００７０】
《発明の実施形態４》
図８は、本実施形態の集合導体１０ｄの斜視図である。
【００７１】
集合導体１０ｄは、図８に示すように、その横断面において、例えば、６行（図中横方向）×３列（図中縦方向）に無撚り状態で整列された複数の第１導体線１と、各第１導体線１の間に設けられた結着材２と、６行×３列の第１導体線１の集合線の周囲を覆うように無撚り状態で整列された複数の第２導体線３と、各第２導体線３を被覆するように設けられた絶縁厚膜４と、絶縁厚膜４で被覆された各第２導体線３の間に設けられた結着材５とを備えている。
【００７２】
各第１導体線１の横断面は、例えば、一辺０．３０ｍｍ程度の正方形であるので、各第１導体線１の結着界面と各第２導体線３の結着界面とが一致していないように、各第２導体線３の横断面は、例えば、０．１８ｍｍ〜０．２５ｍｍ×０．３３ｍｍ〜０．４５ｍｍ程度の長方形になっている。
【００７３】
上記構成の集合導体１０ｄは、上記実施形態１の各導体線のサイズ及び配列本数を変更すれば製造することができるので、製造方法の詳細な説明を省略する。
【００７４】
本実施形態の集合導体１０ｄによれば、上記実施形態１の効果の他に、各第１導体線１の結着界面と各第２導体線３の結着界面とが一致していないので、各第１導体線の結着界面と各第２導体線の結着界面とが一致している場合よりも、集合導体１０ｄを屈曲させた際の各導体線１及び３のばらけを抑制することができる。
【００７５】
《発明の実施形態５》
図９は、本実施形態の集合導体１０ｅの斜視図である。
【００７６】
集合導体１０ｅは、図９に示すように、その横断面において、例えば、４行（図中横方向）×３列（図中縦方向）に無撚り状態で整列された複数の第１導体線１と、各第１導体線１を被覆するように設けられた絶縁薄膜６と、絶縁薄膜６で被覆された各第１導体線１の間に設けられた結着材２と、４行×３列の第１導体線１の集合線の周囲を覆うように無撚り状態で整列された複数の第２導体線３と、各第２導体線３を被覆するように設けられた絶縁厚膜４と、絶縁厚膜４で被覆された各第２導体線３の間に設けられた結着材５とを備えている。
【００７７】
絶縁薄膜６は、例えば、電着塗装を用いて、アクリル系、エポキシ系、ポリエステル系、ウレタン系、ポリイミド系などの樹脂により形成され、又はディップ塗装を用いて、アミドイミド系、ウレタン系、エステルイミド系、ポリイミド系などの樹脂により形成されている。特に、電着塗装によって形成される絶縁薄膜６としては、絶縁性に優れるアクリル系の樹脂が好ましく、ディップ塗装によって形成される絶縁薄膜６としては、耐熱性に優れ、一般的な材料であるアミドイミド系の樹脂が好ましい。また、絶縁薄膜６の厚さは、０．５μｍ〜３μｍ程度（好ましくは、０．５μｍ〜１μｍ）である。
【００７８】
次に、上記構成の集合導体１０ｅの製造方法について一例を挙げて説明する。
【００７９】
まず、例えば、銅線を伸線して、一辺０．３０ｍｍの正方形の横断面を有する第１導体線１、及び一辺０．２７ｍｍの正方形の横断面を有する第２導体線３をそれぞれ作製する。
【００８０】
続いて、作製された第１導体線１の表面に、例えば、アクリル系ワニスを膜厚０．７５μｍ程度に電着塗装して、絶縁薄膜６を形成した後に、その第１導体線１を、例えば、長さ５ｍ毎に切断して複数に分断する。
【００８１】
そして、作製された第２導体線３の表面に、例えば、アクリル系ワニスを膜厚１５μｍ程度に電着塗装して、絶縁厚膜４を形成した後に、その第２導体線３を、例えば、長さ５ｍ毎に切断して複数に分断する。
【００８２】
さらに、絶縁薄膜６が形成された第１導体線１、及び絶縁厚膜４が形成された第２導体線３の所定の側面、すなわち、集合導体１０ｅにおいて隣り合う各導体線（１及び３）の少なくとも一方の側面に、例えば、図３のロールコーター２１ａ、図４の含浸フェルト２１ｂ、図５のスプレー２１ｃなどを用いて、接着剤として、エポキシ系ワニスを膜厚２μｍ程度に塗布することにより、結着材２及び５を形成する。
【００８３】
引き続いて、図９に示すように、各々、表面に結着材２が形成された１２本の第１導体線１を４行×３列に無撚り状態で整列させ、その整列させた集合体の周囲に、各々、表面に結着材５が形成された１８本の第２導体線３を無撚り状態で整列させた後に、２００℃程度に加熱することにより、隣り合った第１導体線１及び第２導体線３の各結着材２及び５を相互に融着一体化させる。
【００８４】
以上のようにして、本実施形態の集合導体１０ｅを製造することができる。
【００８５】
以上説明したように、本実施形態の集合導体１０ｅによれば、集合導体１０ｅの内部において、各第１導体線１の間には、相対的に薄い第１の絶縁膜として絶縁薄膜６及び結着材２が設けられているので、集合導体１０ｅの横断面における絶縁部の占める割合が低くなって、集合導体１０ｅの導体占積率を向上させることができる。また、集合導体１０ｅの周壁には、各第２導体線３の間に設けられた相対的に厚い第２の絶縁膜として、絶縁厚膜４及び結着材５が配置するので、集合導体１０ｅ同士の絶縁性を保持することができる。ここで、一般的な集合導体では、各導体線における電流がその長さ方向に沿って流れるので、各導体線間の絶縁性よりも、集合導体同士の絶縁性が重要視される。したがって、各第１導体線１が配置された集合導体１０ｅの内部構造によって導体占積率を向上させると共に、各第２導体線３が配置された集合導体１０ｅの外周構造によって絶縁性を保持させることになるので、集合導体１０ｅにおいて絶縁性を保持して導体占積率を可及的に向上させることができる。
【００８６】
また、本実施形態の集合導体１０ｅによれば、各第１導体線１に対して、絶縁薄膜６及び結着材２が順に積層されているので、各第１導体線１における絶縁性を向上させることができると共に、絶縁薄膜６が結着材２の下地膜になるので、各第１導体線１に対する結着材２の接着力を向上させることができる。さらに、各第１導体線１に絶縁薄膜６及び結着材２が順に積層され、各第２導体線３に絶縁厚膜４及び結着材５が順に積層されているので、各導体線１及び３の構成が同じになって、集合導体１０ｅの内部及び外周における接着（結着）性のアンバランスを解消することができる。
【００８７】
また、本実施形態の集合導体１０ｅによれば、絶縁薄膜６が電着塗装により形成されているので、電着塗装する際の印加電圧を調整するだけで、絶縁薄膜６を、例えば、０．５μｍ〜１．５μｍ程度に薄く均一に形成することができ、絶縁薄膜６の形成による集合導体１０ｅにおける導体占積率の低下を抑制することができる。
【００８８】
また、本実施形態の集合導体１０ｅによれば、各第１導体線１に対する絶縁薄膜６の密着性、及び各第２導体線３に対する絶縁厚膜４の密着性が高いので、屈曲させたときの被膜剥がれを抑制することができる。
【００８９】
また、本実施形態の集合導体１０ｅによれば、相対的に薄い絶縁薄膜６に被覆された各第１導体線１を内側に、及び相対的に厚い絶縁厚膜４に被覆された各第２導体線３を外側に配列させるだけで、絶縁性を保持して導体占積率を向上させることができるので、高い生産性で集合導体を製造することができる。
【００９０】
ここで、本実施形態の集合導体１０ｅに対応する比較例の集合導体１１０ａでは、図１０に示すように、各々、絶縁薄膜１０２で被覆された複数の導体線１０１を結着材１０３を介して結着させた集合線に対し、ポリイミドフィルムなどの絶縁テープ１０４がらせん状に重ね合わせて巻かれている。この集合導体１１０ａでは、その作業性が低く、絶縁テープ１０４を巻く際に不要な空間が形成され易いので、集合導体１１０ａの絶縁性が不均一になったり、導体占積率が低下したりするおそれがある。ここで、絶縁テープ１０４の厚さを薄くすれば、巻き易くなって作業性が高くなるものの、集合導体１１０ａの絶縁性を低下させるおそれがある。また、比較例の集合導体１１０ｂでは、図１１に示すように、各々、絶縁薄膜１０２で被覆された複数の導体線１０１を結着材１０３を介して結着させた集合線に対し、紫外線硬化樹脂などの絶縁被覆層１０５がコーティングされている。この集合導体１１０ｂでは、角部において絶縁被覆層１０５が薄くなり易いので、集合導体１１０ｂの絶縁性を低下させるおそれがある。
【００９１】
また、本実施形態の集合導体１０ｅによれば、形状に拘束力のある絶縁テープ１０４や絶縁被覆層１０５が外周に構成されていないので、屈曲させ易い集合導体を提供することができる。
【００９２】
上記各実施形態では、結着材２及び５として、融着剤又は接着剤を用いる構成及び製造方法を例示したが、本発明は、例えば、集合導体の内部及び外周における接着性のアンバランスを解消するために、結着材２として金属用接着剤を用いると共に、結着材５としてプラスチック用融着剤を用いるなどするように、融着剤及び接着剤を適宜組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
以上説明したように、本発明は、集合導体における導体占積率を向上させることができるので、モーター用途のマグネットワイヤについて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】実施形態１に係る集合導体１０ａの斜視図である。
【図２】集合導体１０ａを構成する第１導体線１（１ａ〜１ｅ）の断面図である。
【図３】第１導体線１に接着材２を塗布するためのロールコーター２１ａの模式図である。
【図４】第１導体線１に接着材２を塗布するための含浸フェルト２１ｂの模式図である。
【図５】第１導体線１に接着材２を塗布するためのスプレー２１ｃの模式図である。
【図６】実施形態２に係る集合導体１０ｂの斜視図である。
【図７】実施形態３に係る集合導体１０ｃの斜視図である。
【図８】実施形態４に係る集合導体１０ｄの斜視図である。
【図９】実施形態５に係る集合導体１０ｅの断面図である。
【図１０】従来の集合導体１１０ａの断面図である。
【図１１】従来の集合導体１１０ｂの断面図である。
【符号の説明】
【００９５】
１ 第１導体線
２ 結着材（第１の絶縁膜）
３ 第２導体線
４ 絶縁厚膜（第２の絶縁膜）
５ 結着材（第２の絶縁膜）
６ 絶縁薄膜（第１の絶縁膜）
１０ａ〜１０ｅ 集合導体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々、全体横断面形状を分割した一部の形状の横断面を有する複数の導体線が一体化した集合導体であって、
上記複数の導体線は、内部に配置された複数の第１導体線と、該複数の第１導体線の周囲を覆うように配置された複数の第２導体線とにより構成され、
上記各第１導体線は、第１の絶縁膜に覆われ、
上記各第２導体線は、上記第１の絶縁膜よりも厚く形成された第２の絶縁膜に覆われていることを特徴とする集合導体。
【請求項２】
請求項１に記載された集合導体において、
上記第１の絶縁膜は、上記各第１導体線を互いに結着するための結着材であることを特徴とする集合導体。
【請求項３】
請求項１に記載された集合導体において、
上記第１の絶縁膜は、上記各第１導体線を被覆して絶縁するための絶縁薄膜と、該絶縁薄膜で被覆された各第１導体線を互いに結着するための結着材とを備えていることを特徴とする集合導体。
【請求項４】
請求項３に記載された集合導体において、
上記絶縁薄膜は、電着塗装により形成されていることを特徴とする集合導体。
【請求項５】
請求項１に記載された集合導体において、
上記第２の絶縁膜は、上記各第２導体線を被覆して絶縁するための絶縁厚膜と、該絶縁厚膜で被覆された各第２導体線を互いに結着するための結着材とを備えていることを特徴とする集合導体。
【請求項６】
請求項５に記載された集合導体において、
上記絶縁厚膜は、電着塗装により形成されていることを特徴とする集合導体。
【請求項７】
請求項１に記載された集合導体において、
上記各第２導体線の横断面積は、上記各第１導体線の横断面積よりも小さくなっていることを特徴とする集合導体。
【請求項８】
請求項１に記載された集合導体において、
上記各第１導体線の横断面積は、上記各第２導体線の横断面積よりも小さくなっていることを特徴とする集合導体。
【請求項９】
請求項１に記載された集合導体において、
上記各導体線は、上記各第１導体線の界面と上記各第２導体線の界面とが一致しないように配置されていることを特徴とする集合導体。
【請求項１０】
請求項１に記載された集合導体において、
上記各導体線の横断面は、矩形状に形成されていることを特徴とする集合導体。
【請求項１１】
請求項１に記載された集合導体において、
上記各導体線は、無撚り状態で一体化されていることを特徴とする集合導体。
【請求項１２】
請求項１に記載された集合導体において、
上記各第１導体線には、相対的に高い電圧が供給されると共に、上記各第２導体線には、相対的に低い電圧が供給されるように構成されていることを特徴とする集合導体。
【請求項１】
各々、全体横断面形状を分割した一部の形状の横断面を有する複数の導体線が一体化した集合導体であって、
上記複数の導体線は、内部に配置された複数の第１導体線と、該複数の第１導体線の周囲を覆うように配置された複数の第２導体線とにより構成され、
上記各第１導体線は、第１の絶縁膜に覆われ、
上記各第２導体線は、上記第１の絶縁膜よりも厚く形成された第２の絶縁膜に覆われていることを特徴とする集合導体。
【請求項２】
請求項１に記載された集合導体において、
上記第１の絶縁膜は、上記各第１導体線を互いに結着するための結着材であることを特徴とする集合導体。
【請求項３】
請求項１に記載された集合導体において、
上記第１の絶縁膜は、上記各第１導体線を被覆して絶縁するための絶縁薄膜と、該絶縁薄膜で被覆された各第１導体線を互いに結着するための結着材とを備えていることを特徴とする集合導体。
【請求項４】
請求項３に記載された集合導体において、
上記絶縁薄膜は、電着塗装により形成されていることを特徴とする集合導体。
【請求項５】
請求項１に記載された集合導体において、
上記第２の絶縁膜は、上記各第２導体線を被覆して絶縁するための絶縁厚膜と、該絶縁厚膜で被覆された各第２導体線を互いに結着するための結着材とを備えていることを特徴とする集合導体。
【請求項６】
請求項５に記載された集合導体において、
上記絶縁厚膜は、電着塗装により形成されていることを特徴とする集合導体。
【請求項７】
請求項１に記載された集合導体において、
上記各第２導体線の横断面積は、上記各第１導体線の横断面積よりも小さくなっていることを特徴とする集合導体。
【請求項８】
請求項１に記載された集合導体において、
上記各第１導体線の横断面積は、上記各第２導体線の横断面積よりも小さくなっていることを特徴とする集合導体。
【請求項９】
請求項１に記載された集合導体において、
上記各導体線は、上記各第１導体線の界面と上記各第２導体線の界面とが一致しないように配置されていることを特徴とする集合導体。
【請求項１０】
請求項１に記載された集合導体において、
上記各導体線の横断面は、矩形状に形成されていることを特徴とする集合導体。
【請求項１１】
請求項１に記載された集合導体において、
上記各導体線は、無撚り状態で一体化されていることを特徴とする集合導体。
【請求項１２】
請求項１に記載された集合導体において、
上記各第１導体線には、相対的に高い電圧が供給されると共に、上記各第２導体線には、相対的に低い電圧が供給されるように構成されていることを特徴とする集合導体。
【図１】
【図２】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−２１１２７（Ｐ２００９−２１１２７Ａ）
【公開日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１８３４３７（Ｐ２００７−１８３４３７）
【出願日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【出願人】（０００００３２６３）三菱電線工業株式会社 (734)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【出願人】（０００００３２６３）三菱電線工業株式会社 (734)
【Ｆターム（参考）】
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