JP2018120800A - Wire for coil - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コイル用線材に関する。 The present invention relates to a coil wire.
特許文献1には、導体と、導体の外周に形成された磁性体層とを備え、磁性体層は、樹脂と、樹脂中に分散する断面形状が扁平な磁性体粒子とを備えるコイル用線材が開示されている。また、上記コイル用線材の製造方法として、磁性体粒子を分散させた樹脂の塗料を導体の外周に塗布する塗布工程と、導体に塗布した塗料を焼き付ける焼付工程とを備えることが開示されている。上記塗布工程では、塗料を塗布した導体を塗布ダイスに通過させることで塗料の厚さを調整しており、磁性体層の厚さが所定の厚さとなるまで、塗布工程と焼付工程とを繰り返し行っている。 Patent Document 1 includes a conductor and a magnetic layer formed on the outer periphery of the conductor, and the magnetic layer includes a resin and magnetic particles having a flat cross-sectional shape dispersed in the resin. Is disclosed. Further, it is disclosed that the manufacturing method of the coil wire includes an application step of applying a resin coating in which magnetic particles are dispersed to the outer periphery of the conductor, and a baking step of baking the coating applied to the conductor. . In the above coating process, the thickness of the coating is adjusted by passing the conductor coated with the coating through the coating die, and the coating process and the baking process are repeated until the thickness of the magnetic layer reaches a predetermined thickness. Is going.
短尺のコイル用線材の開発が望まれている。特許文献1に開示のコイル用線材の製造方法は、長尺のコイル用線材の製造に適したものであり、短尺のコイル用線材の製造には更なる改善の余地がある。 Development of a short coil wire is desired. The method for manufacturing a coil wire disclosed in Patent Document 1 is suitable for manufacturing a long coil wire, and there is room for further improvement in manufacturing a short coil wire.
そこで、低損失であり、かつ生産性に優れる短尺のコイル用線材を提供することを目的の一つとする。 Then, it is set as one of the objectives to provide the short coil wire which is low loss and excellent in productivity.
本開示に係るコイル用線材は、
短尺の導体と、前記導体の外周に被覆される磁性体層とを備え、
前記磁性体層は、樹脂と、前記樹脂中に分散する複数の磁性体粒子とを備え、
前記磁性体粒子は、最大径/円相当径が1.0以上1.5未満である。
ただし、前記円相当径は、前記磁性体層の断面において、前記磁性体粒子の輪郭形状を特定し、その輪郭で囲まれる面積と同一の面積を有する円の径であり、前記最大径は、前記輪郭形状における前記磁性体粒子の最大長さである。
The coil wire according to the present disclosure is:
Comprising a short conductor and a magnetic layer coated on the outer periphery of the conductor;
The magnetic layer includes a resin and a plurality of magnetic particles dispersed in the resin,
The magnetic particles have a maximum diameter / equivalent circle diameter of 1.0 or more and less than 1.5.
However, the equivalent circle diameter is the diameter of a circle having the same area as the area surrounded by the contour, specifying the contour shape of the magnetic particles in the cross section of the magnetic layer, and the maximum diameter is It is the maximum length of the magnetic particles in the contour shape.
上記コイル用線材は、低損失であり、かつ短尺で生産性に優れる。 The coil wire has a low loss and is short and excellent in productivity.
[本発明の実施形態の説明]
本発明者らは、短尺のコイル用線材を生産性良く製造するにあたり、磁性体粒子を分散させた樹脂を、短尺の導体の周囲に射出成形することを検討した。射出成形であれば、金型内に導体を配置し、その金型内に磁性体粒子と樹脂との混合物を注入して、導体の外周に混合物を所定の厚さに形成した後、樹脂を固化することで、所定の厚さの磁性体層を備えるコイル用線材を容易に得られる。
[Description of Embodiment of the Present Invention]
In order to manufacture a short coil wire with high productivity, the present inventors examined injection molding of a resin in which magnetic particles are dispersed around a short conductor. In the case of injection molding, a conductor is placed in a mold, a mixture of magnetic particles and resin is injected into the mold, the mixture is formed on the outer periphery of the conductor to a predetermined thickness, and the resin is then added. By solidifying, a coil wire provided with a magnetic layer having a predetermined thickness can be easily obtained.
しかし、特許文献1に開示されるような扁平な磁性体粒子を用いて磁性体層を射出成形した場合、その磁性体層は、導体への外部磁界を遮蔽する磁気シールドとしての機能を発揮し難いことがわかった。そこで、磁性体層中の磁性体粒子を調べたところ、各磁性体粒子の長軸及び短軸の配列方向にばらつきが見られ、磁性体層中の磁性体粒子の体積含有率が低いことがわかった。それは、扁平な磁性体粒子を用いた場合、原料段階での磁性体粒子と樹脂との混合物において、磁性体粒子は樹脂中で様々な方向を向いて存在し、その混合物を金型内に注入して樹脂を固化しただけでは、磁性体粒子の向きを一方向に制御することは困難なためと考えられる。本発明者らは、生産性に優れ、磁性体層中の磁性体粒子の体積含有率が高く、磁性体層による磁気シールド効果の高い構成について種々検討を行った。その結果、球状に近い形状の磁性体粒子を用いることで、磁性体層を射出成形したとしても、磁性体層中の磁性体粒子の体積含有率が高いコイル用線材が得られる、との知見を得た。以下、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。 However, when a magnetic layer is injection-molded using flat magnetic particles as disclosed in Patent Document 1, the magnetic layer exhibits a function as a magnetic shield that shields an external magnetic field to a conductor. I found it difficult. Therefore, when the magnetic particles in the magnetic layer were examined, there was a variation in the arrangement direction of the major axis and the minor axis of each magnetic particle, and the volume content of the magnetic particles in the magnetic layer was low. all right. That is, when flat magnetic particles are used, in the mixture of magnetic particles and resin at the raw material stage, the magnetic particles exist in various directions in the resin, and the mixture is injected into the mold. Thus, it is considered that it is difficult to control the orientation of the magnetic particles in one direction only by solidifying the resin. The inventors of the present invention have made various studies on a configuration that is excellent in productivity, has a high volume content of magnetic particles in the magnetic layer, and has a high magnetic shielding effect by the magnetic layer. As a result, by using magnetic particles having a nearly spherical shape, it is possible to obtain a coil wire with a high volume content of magnetic particles in the magnetic layer even when the magnetic layer is injection molded. Got. The contents of the embodiments of the present invention will be listed and described below.
(1)本発明の実施形態に係るコイル用線材は、
短尺の導体と、前記導体の外周に被覆される磁性体層とを備え、
前記磁性体層は、樹脂と、前記樹脂中に分散する複数の磁性体粒子とを備え、
前記磁性体粒子は、最大径/円相当径が1.0以上1.5未満である。
ただし、前記円相当径は、前記磁性体層の断面において、前記磁性体粒子の輪郭形状を特定し、その輪郭で囲まれる面積と同一の面積を有する円の径であり、前記最大径は、前記輪郭形状における前記磁性体粒子の最大長さである。
(1) A coil wire according to an embodiment of the present invention is:
Comprising a short conductor and a magnetic layer coated on the outer periphery of the conductor;
The magnetic layer includes a resin and a plurality of magnetic particles dispersed in the resin,
The magnetic particles have a maximum diameter / equivalent circle diameter of 1.0 or more and less than 1.5.
However, the equivalent circle diameter is the diameter of a circle having the same area as the area surrounded by the contour, specifying the contour shape of the magnetic particles in the cross section of the magnetic layer, and the maximum diameter is It is the maximum length of the magnetic particles in the contour shape.
上記コイル用線材は、磁性体層中の磁性体粒子の最大径/円相当径が1.0以上1.5未満であることで、磁性体粒子が球状に近い形状であるため、磁性体粒子の配列方向に関係なく磁性体層中の磁性体粒子の体積含有率を高めることができる。磁性体層中の磁性体粒子の体積含有率が高いことで、外部磁界(交番磁界)が印加された場合、その磁界の磁束を磁性体層に集中して流すことができ、導体に鎖交する磁束を低減できる。つまり、磁性体層が導体に対する磁気シールドとして機能して、導体に生じる渦電流を抑制でき、導体に生じる渦電流損失を低減できる。 Since the maximum diameter / equivalent circle diameter of the magnetic particles in the magnetic layer is 1.0 or more and less than 1.5, the coil wire has a shape close to a spherical shape. The volume content of the magnetic particles in the magnetic layer can be increased regardless of the arrangement direction. Due to the high volume content of the magnetic particles in the magnetic layer, when an external magnetic field (alternating magnetic field) is applied, the magnetic flux of the magnetic field can be concentrated in the magnetic layer and flow into the conductor. Magnetic flux to be reduced. That is, the magnetic material layer functions as a magnetic shield for the conductor, eddy currents generated in the conductor can be suppressed, and eddy current loss generated in the conductor can be reduced.
また、上記コイル用線材は、磁性体粒子が球状に近い形状であるため、磁性体層を射出成形した場合であっても、磁性体層中の磁性体粒子の体積含有率が高いコイル用線材が得られる。それは、球状に近い磁性体粒子を用いた場合、原料段階での磁性体粒子と樹脂との混合物において、磁性体粒子は樹脂中に密にかつ均一に分散され易く、その混合物を金型内に注入して樹脂を固化することで、磁性体粒子は配列方向に関係なく樹脂中に密に分散されるためである。射出成形であれば、金型内に導体を配置⇒金型内に磁性体粒子と樹脂との混合物を注入⇒樹脂を固化することで、所定の厚さの磁性体層を備えるコイル用線材を容易に得られる。よって、球状に近い磁性体粒子で構成される磁性体層を備える短尺のコイル用線材は、生産性に優れる。 Further, since the magnetic wire has a nearly spherical shape, the coil wire has a high volume content of the magnetic particles in the magnetic layer even when the magnetic layer is injection molded. Is obtained. That is, when magnetic particles close to a sphere are used, in the mixture of the magnetic particles and the resin at the raw material stage, the magnetic particles are likely to be densely and uniformly dispersed in the resin, and the mixture is placed in the mold. This is because by injecting and solidifying the resin, the magnetic particles are densely dispersed in the resin regardless of the arrangement direction. In the case of injection molding, a conductor is placed in a mold ⇒ a mixture of magnetic particles and resin is injected into the mold ⇒ a coil wire having a magnetic layer of a predetermined thickness is obtained by solidifying the resin. Easy to get. Therefore, a short coil wire provided with a magnetic layer composed of magnetic particles close to a spherical shape is excellent in productivity.
(2)上記コイル用線材の一形態として、前記磁性体粒子の平均粒径は、5μm以上500μm以下であることが挙げられる。 (2) As one form of the said wire material for coils, it is mentioned that the average particle diameter of the said magnetic body particle is 5 micrometers or more and 500 micrometers or less.
磁性体粒子の平均粒径が5μm以上であることで、磁性体層中の磁性体粒子の体積含有率を高め易い。一方、磁性体粒子の平均粒径が500μm以下であることで、樹脂中に磁性体粒子を均一に分散し易い。 When the average particle size of the magnetic particles is 5 μm or more, it is easy to increase the volume content of the magnetic particles in the magnetic layer. On the other hand, when the average particle diameter of the magnetic particles is 500 μm or less, the magnetic particles are easily dispersed uniformly in the resin.
(3)上記コイル用線材の一形態として、前記磁性体層中の前記磁性体粒子の体積含有率は、60体積%以上90体積%以下であることが挙げられる。 (3) As one form of the said wire material for coils, it is mentioned that the volume content rate of the said magnetic body particle in the said magnetic body layer is 60 volume% or more and 90 volume% or less.
磁性体層中の磁性体粒子の体積含有率が60体積%以上であることで、磁性体層における飽和磁束密度を高めることができ、磁性体層に磁束を十分に流すことができる。そのため、導体に鎖交する磁束をより効果的に低減でき、磁気シールド効果を高めることができる。また、磁性体層中の磁性体粒子の体積含有率が60体積%以上であることで、粗大な磁性体粒子の間に微細な磁性体粒子を配置し易く、磁性体層を厚み方向に投影した場合に、磁性体粒子の存在しない領域が低減され、磁性体粒子間を素通りする磁束を低減できる。一方、磁性体層中の磁性体粒子の体積含有率が90体積%以下であることで、樹脂中に磁性体粒子が均一に分散した状態を実現し易く、射出成形等の成形時に樹脂の流れ性や充填性を向上できる。 When the volume content of the magnetic particles in the magnetic layer is 60% by volume or more, the saturation magnetic flux density in the magnetic layer can be increased, and the magnetic flux can sufficiently flow through the magnetic layer. Therefore, the magnetic flux linked to the conductor can be reduced more effectively, and the magnetic shield effect can be enhanced. In addition, since the volume content of the magnetic particles in the magnetic layer is 60% by volume or more, it is easy to arrange fine magnetic particles between coarse magnetic particles, and the magnetic layer is projected in the thickness direction. In this case, the region where the magnetic particles do not exist is reduced, and the magnetic flux passing through the magnetic particles can be reduced. On the other hand, when the volume content of the magnetic particles in the magnetic layer is 90% by volume or less, it is easy to realize a state in which the magnetic particles are uniformly dispersed in the resin, and the flow of the resin during molding such as injection molding And filling property can be improved.
(4)上記コイル用線材の一形態として、前記磁性体層は、比透磁率が10以上であることが挙げられる。 (4) As one form of the coil wire, the magnetic layer has a relative permeability of 10 or more.
磁性体層の比透磁率が10以上であることで、磁性体層に磁束をより流すことができ、導体に鎖交する磁束をより効果的に低減でき、磁気シールド効果をより高めることができる。 When the relative permeability of the magnetic layer is 10 or more, the magnetic flux can flow more through the magnetic layer, the magnetic flux interlinked with the conductor can be more effectively reduced, and the magnetic shielding effect can be further enhanced. .
(5)上記コイル用線材の一形態として、前記磁性体層は、前記導体の長手方向及び周方向の少なくとも一方向に隙間を有して断続的に形成された部分磁性体層で構成されることが挙げられる。 (5) As one form of the said coil wire, the said magnetic body layer is comprised with the partial magnetic body layer formed intermittently with the clearance gap in at least one direction of the longitudinal direction and the circumferential direction of the said conductor. Can be mentioned.
磁性体層が部分磁性体層で構成されることで、上記コイル用線材は、導体の外周の一部に磁性体層が存在しない領域(露出領域)を備える。磁性体層を構成する磁性材料は鉄等の金属であるため、露出領域を備えることで、磁性体層自体に渦電流が生じる場合であっても、導体の長手方向に沿って渦電流が流れたり、導体の周方向に渦電流が流れたりすることを低減できる。また、露出領域によって磁性体層を区切ることで、磁性体層に渦電流が流れたとしても、その範囲を制限でき、渦電流に起因する損失を低減できる。 When the magnetic layer is composed of a partial magnetic layer, the coil wire includes a region (exposed region) where the magnetic layer does not exist in a part of the outer periphery of the conductor. Since the magnetic material constituting the magnetic layer is a metal such as iron, even if an eddy current is generated in the magnetic layer itself by providing an exposed region, the eddy current flows along the longitudinal direction of the conductor. Or an eddy current flowing in the circumferential direction of the conductor can be reduced. Further, by dividing the magnetic layer by the exposed region, even if an eddy current flows in the magnetic layer, the range can be limited, and loss due to the eddy current can be reduced.
(6)磁性体層が部分磁性体層で構成される上記コイル用線材の一形態として、前記磁性体層は、前記導体の長手方向に隙間を有して断続的に形成された複数の部分磁性体層を備え、前記隙間は、前記部分磁性体層における前記導体の長手方向に沿った長さに対して0%超10%以下であることが挙げられる。 (6) As one form of the coil wire material in which the magnetic layer is composed of a partial magnetic layer, the magnetic layer is a plurality of portions formed intermittently with a gap in the longitudinal direction of the conductor. It is provided with a magnetic layer, and the gap may be more than 0% and not more than 10% with respect to the length of the partial magnetic layer along the longitudinal direction of the conductor.
磁性体層が導体の長手方向に形成された複数の部分磁性体層で構成されることで、上記コイル用線材は、導体の長手方向に所定の隙間で磁性体層が存在しない領域(露出領域)を備える。導体の長手方向に所定の隙間で露出領域を備えることで、導体の長手方向に沿って渦電流が流れることを低減できる。隣り合う部分磁性体層間の隙間(露出領域における導体の長手方向に沿った長さ)は、大き過ぎると磁性体層による磁気シールド効果が低下する。よって、隣り合う部分磁性体層間の隙間が、部分磁性体層における導体の長手方向に沿った長さに対して0%超10%以下であることで、磁性体層により導体に鎖交する磁束を低減して導体に生じる渦電流を抑制できると共に、磁性体層自体に生じる渦電流を低減できる。 Since the magnetic layer is composed of a plurality of partial magnetic layers formed in the longitudinal direction of the conductor, the coil wire has an area (exposed region) in which the magnetic layer does not exist with a predetermined gap in the longitudinal direction of the conductor. ). By providing the exposed region with a predetermined gap in the longitudinal direction of the conductor, it is possible to reduce the flow of eddy current along the longitudinal direction of the conductor. If the gap between adjacent partial magnetic layers (the length along the longitudinal direction of the conductor in the exposed region) is too large, the magnetic shielding effect by the magnetic layer is reduced. Therefore, the gap between the adjacent partial magnetic layers is more than 0% and 10% or less with respect to the length in the longitudinal direction of the conductor in the partial magnetic layer, so that the magnetic flux interlinked with the conductor by the magnetic layer. As a result, the eddy current generated in the conductor can be suppressed and the eddy current generated in the magnetic layer itself can be reduced.
(7)磁性体層が部分磁性体層で構成される上記コイル用線材の一形態として、前記導体は、平角導体であり、前記平角導体の長手方向に沿って配置されて前記平角導体を構成する四面の対向する面の組をそれぞれ第一対面及び第二対面とするとき、前記第一対面を構成する双方の面は、前記第二対面を構成する一方の面との稜線から他方の面との稜線に亘って前記磁性体層が被覆される被覆面を備え、前記第二対面を構成する少なくとも一面は、全面に亘って前記平角導体が露出される露出面で構成され、前記被覆面に被覆される前記磁性体層の前記露出面側の端面は、前記露出面と面一であることが挙げられる。 (7) As one form of the coil wire material in which the magnetic layer is a partial magnetic layer, the conductor is a flat conductor, and is arranged along the longitudinal direction of the flat conductor to constitute the flat conductor. When a set of four opposing surfaces is a first pair of surfaces and a second pair of surfaces, both surfaces constituting the first pair of surfaces are from the ridge line with one surface constituting the second facing surface to the other surface. And at least one surface constituting the second facing surface is an exposed surface from which the rectangular conductor is exposed over the entire surface, and the coated surface It is mentioned that the end surface on the exposed surface side of the magnetic material layer covered with is flush with the exposed surface.
導体が平角導体の場合、導体の第二対面を構成する少なくとも一面が露出面で構成されることで、コイル用線材の断面に占める導体断面積の割合を高くできる。磁性体層は、外部磁界からの磁束を受け易い領域、例えば磁束に対して実質的に平行となる領域に設けることが挙げられる。つまり、上記コイル用線材は、第一対面が磁束に対して実質的に平行となり、第二対面が磁束に対して実質的に直交となるように配置されることで、外部磁界からの磁束を第一対面に被覆された磁性体層に十分に流すことができる。 In the case where the conductor is a flat conductor, the ratio of the conductor cross-sectional area in the cross-section of the coil wire can be increased by forming at least one surface constituting the second facing surface of the conductor as an exposed surface. The magnetic layer may be provided in a region that is susceptible to magnetic flux from an external magnetic field, for example, a region that is substantially parallel to the magnetic flux. That is, the coil wire is arranged so that the first pair of surfaces is substantially parallel to the magnetic flux and the second pair of surfaces is substantially perpendicular to the magnetic flux, thereby allowing the magnetic flux from the external magnetic field to be reduced. It is possible to sufficiently flow through the magnetic layer coated on the first pair of surfaces.
[本発明の実施形態の詳細]
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るコイル用線材の具体例を説明する。図中、同一符号は同一名称物を示す。図1〜図5では、分かり易いように磁性体層の厚さを誇張して示す。導体、磁性体層について、形状、厚さ、幅、長さ等は実際とは異なることがある。
[Details of the embodiment of the present invention]
Hereinafter, a specific example of a coil wire according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the figure, the same reference numerals indicate the same names. In FIGS. 1 to 5, the thickness of the magnetic layer is exaggerated for easy understanding. About a conductor and a magnetic body layer, a shape, thickness, width, length, etc. may differ from actuality.
≪実施形態1≫
図1を参照して、実施形態1のコイル用線材1Aを説明する。
実施形態1のコイル用線材1Aは、短尺の導体10と、導体10の外周に被覆される磁性体層20とを備える。磁性体層20は、樹脂21と、樹脂21中に分散する複数の磁性体粒子22とを備える。実施形態1のコイル用線材1Aは、磁性体層20における磁性体粒子22が、最大径/円相当径が1.0以上1.5未満を満たす、つまり球状に近い形状である点を特徴の一つとする。なお、図1の拡大図では、説明の便宜上、類似サイズの磁性体粒子がほぼ整列された状態を示すが、実際は、種々のサイズの磁性体粒子が磁性体層中にランダムに分散されている。
Embodiment 1
A
The coil wire 1 </ b> A according to Embodiment 1 includes a
〔導体〕
導体10は、コイル用線材1Aにおいて主として電流が流れる部分である。
〔conductor〕
The
・組成
導体10は、金属、特に導電性に優れる金属である銅、銅合金、アルミニウム及びアルミニウム合金から選択される少なくとも一種の金属を含むことが好ましい。上記に列挙した金属を含む導体10は、導電率が高いため、所定の電流を低損失で流せる。低損失化の観点からは銅又は銅合金が好ましく、軽量化の観点からはアルミニウム又はアルミニウム合金が好ましい。上記に列挙した金属は、一般に非磁性材料である。
-Composition It is preferable that the
ここでの「銅」とは、Cuを99.9質量%以上含有する純銅である。具体的にはタフピッチ銅、脱酸銅(例、リン脱酸銅)、無酸素銅(OFC)が挙げられる。
ここでの「銅合金」とは、Cuを50質量%以上、好ましくは90質量%以上含有し、Cu以外の添加元素を含有する銅基合金である。銅合金の添加元素は、例えばSn,Zr,Fe,Zn,Ag,Cr,P,Si,Mn,Ti,Mg,Ni等が挙げられる。
ここでの「アルミニウム」とは、Alを99質量%以上含有する純アルミニウムである。
ここでの「アルミニウム合金」とは、Alを50質量%以上、好ましくは90質量%以上含有し、Al以外の添加元素を含有するアルミニウム基合金である。アルミニウム合金の添加元素は、例えばSi,Cu,Mg,Zn,Fe,Mn,Ni,Ti,Cr,Ca,Zr,Li等が挙げられる。
その他、いずれの金属も不可避不純物を含み得る。
Here, “copper” is pure copper containing 99.9% by mass or more of Cu. Specific examples include tough pitch copper, deoxidized copper (eg, phosphorus deoxidized copper), and oxygen-free copper (OFC).
The “copper alloy” herein is a copper-based alloy containing 50% by mass or more, preferably 90% by mass or more of Cu, and containing an additive element other than Cu. Examples of the additive element of the copper alloy include Sn, Zr, Fe, Zn, Ag, Cr, P, Si, Mn, Ti, Mg, and Ni.
Here, “aluminum” is pure aluminum containing 99 mass% or more of Al.
Here, the “aluminum alloy” is an aluminum-based alloy containing 50% by mass or more, preferably 90% by mass or more of Al and containing an additive element other than Al. Examples of the additive element of the aluminum alloy include Si, Cu, Mg, Zn, Fe, Mn, Ni, Ti, Cr, Ca, Zr, and Li.
In addition, any metal may contain inevitable impurities.
上記添加元素の含有量は、所望の導電率が得られる範囲で、添加元素の種類に応じて適宜設定するとよい。添加元素の合計含有量は、例えば0.1質量%以上30質量%以下、更に0.1質量%以上5.0質量%以下が挙げられる。導電率を高くする観点からは、添加元素の含有量は少ない方が好ましい。添加元素の含有量が多いと強度等に優れる。 The content of the additive element may be set as appropriate depending on the type of the additive element as long as desired conductivity is obtained. The total content of additive elements is, for example, 0.1% by mass or more and 30% by mass or less, and further 0.1% by mass or more and 5.0% by mass or less. From the viewpoint of increasing the electrical conductivity, it is preferable that the content of the additive element is small. When the content of the additive element is large, the strength and the like are excellent.
導体10は、酸素及び水素の含有量が少ないことが好ましい。導体10の外周直上に磁性体層20を備えて、導体10と磁性体層20とが直接接触している場合に導体10が酸素や水素を多く含有していると、この酸素や水素が磁性体層20中に拡散して、磁性体層20の延性や磁気的特性が損なわれる恐れがあるからである。導体10の酸素含有量は、質量割合で例えば50ppm以下、更に10ppm以下が好ましい。導体10の水素含有量は、質量割合で例えば10ppm以下、更に5ppm以下が好ましい。酸素含有量の測定には、例えば、赤外分光法が利用できる。水素含有量の測定には、例えば、不活性ガス融解法が利用できる。その他、不活性ガス融解−赤外線吸収法等が挙げられる。導電率、低損失、延性、磁性体層20の特性維持等を考慮すると、導体10の構成材料は、純銅、特に純銅のなかでも酸素や水素等の不純物をほとんど含まず、純度が最も高い無酸素銅が好ましい。
The
・組織
導体10の構成金属は、微細な結晶組織であると機械的特性に優れて好ましい。具体的には、平均結晶粒径が200μm以下を満たすことが挙げられる。上記構成金属の平均結晶粒径が200μm以下であれば、強度(降伏応力や0.2%耐力)や延性(破断伸び)といった機械的特性に優れる導体10とすることができる。ここで、平均結晶粒径は、JIS H 0501(1986年)に規定された「伸銅品結晶粒度試験方法」に記載の切断法に準拠して測定した平均結晶粒度である。平均結晶粒径の測定は、コイル用線材1Aの横断面をとり、導体10の断面の結晶組織を顕微鏡で観察することにより行う。平均結晶粒径は、100μm以下、更に50μm以下が挙げられ、下限は特に問わない。製造上の観点から、平均結晶粒径は1μm以上が挙げられる。
-Structure The constituent metal of the
・形状
導体10の形状は、適宜選択できる。図1では、横断面形状が円形状である丸線導体を示す。丸線導体は、曲げ易く、コイル成形性に優れる。横断面形状が長方形状である平角導体は、占積率が高いコイルを得易い。その他、導体10の横断面形状は、楕円形状、レーストラック形状、三角形状や六角形状といった多角形状等の種々の形状が挙げられる。コイル用線材1Aの外形は、導体10の外形に類似し、例えばほぼ相似した形状となる。
-Shape The shape of the
・大きさ
導体10は、短尺であることを特徴の一つとする。具体的には、導体10における長手方向の長さが10mm以上300mm以下、30mm以上250mm以下、100mm以上200mm以下を満たすことが挙げられる。
-Size The
導体10の横断面積は、例えば電流値に応じて適宜選択できる。例えば、2A以上といった大電流を流す用途では、上記横断面積は、0.4mm2以上、更に0.5mm2以上、0.8mm2以上とすることができる。低電流用途では、上記横断面積は、0.4mm2未満、更に0.3mm2以下とすることができる。導体10が図1に示すような丸線導体の場合には、直径は0.5mm以上8mm以下程度が挙げられる。平角導体の場合には、横断面の短辺の長さは0.2mm以上5mm以下程度、長辺の長さは0.5mm以上10mm以下程度が挙げられる。
The cross-sectional area of the
・導電率
導体10は導電率が高いほど低損失で電流を流せて好ましい。具体的な導電率は、70%IACS以上、更に80%IACS以上、90%IACS以上が挙げられる。
-Conductivity It is preferable that the
〔磁性体層〕
磁性体層20は、主として外部磁界からの磁束が導体10に通過することを阻止又は低減する磁気シールドとして機能する。具体的には、磁性体層20は、外部磁界がコイル用線材1Aに印加された際に、外部磁界による磁束が流れることで、導体10に鎖交する磁束を減らす効果がある。磁性体層20は、樹脂21と、樹脂21中に分散する複数の磁性体粒子22とを備える。磁性体層20中の磁性体粒子22の体積含有率が高いほど、上記磁気シールド効果を高めることができる。上記体積含有率を高めるにあたり、磁性体粒子22は、球状に近い形状であることを特徴の一つとする。
[Magnetic layer]
The
〈樹脂〉
樹脂21は、複数の磁性体粒子22のバインダとして機能し、磁性体粒子22を分散状態で保持する。樹脂21としては、例えばポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂等の絶縁性樹脂が挙げられる。樹脂21が電気絶縁性を有することで、磁性体層20に電気絶縁機能を付与することができる。
<resin>
The resin 21 functions as a binder for the plurality of
〈磁性体粒子〉
・組成
磁性体粒子22は、鉄、コバルト、ニッケル、鉄合金及び鉄化合物から選択される少なくとも一種の金属を含むことが好ましい。上記に列挙した金属を含む磁性体粒子22は、飽和磁束密度が高く、高い磁気シールド効果が得られる。
<Magnetic particles>
Composition The
ここでの「鉄」「コバルト」「ニッケル」とは、それぞれFe,Co,Niを99.5質量%以上含有するものである。
ここでの「鉄合金」とは、Feを50質量%以上、好ましくは90質量%以上含有し、Fe以外の添加元素を含有する鉄基合金である。鉄合金の添加元素は、例えばSi,Ni,Al,Co,Cr等が挙げられる。具体的には、珪素鋼(Fe−Si系合金)、パーマロイ(Fe−Ni系合金)、パーメンジュール(Fe−Co系合金)、センダスト(Fe−Si−Al系合金)、鉄系アモルファス等が挙げられる。上記添加元素の合計含有量は、1.0質量%以上20質量%以下、更に2.0質量%以上18質量%以下が挙げられる。
ここでの「鉄化合物」とは、フェライト(Fe2O3)やFeO、Fe3O4といった鉄酸化物(酸化鉄)等が挙げられる。
その他、いずれの金属も不可避純物を含み得る。
Here, “iron”, “cobalt”, and “nickel” contain 99.5 mass% or more of Fe, Co, and Ni, respectively.
The “iron alloy” herein is an iron-based alloy containing 50% by mass or more, preferably 90% by mass or more of Fe and containing an additive element other than Fe. Examples of the additive element of the iron alloy include Si, Ni, Al, Co, and Cr. Specifically, silicon steel (Fe—Si alloy), permalloy (Fe—Ni alloy), permendur (Fe—Co alloy), Sendust (Fe—Si—Al alloy), iron amorphous, etc. Is mentioned. The total content of the additive elements is 1.0% by mass or more and 20% by mass or less, and further 2.0% by mass or more and 18% by mass or less.
Examples of the “iron compound” include iron oxide (iron oxide) such as ferrite (Fe 2 O 3 ), FeO, and Fe 3 O 4 .
In addition, any metal may contain inevitable pure substances.
・形状
磁性体粒子22は、最大径/円相当径が1.0以上1.5未満を満たす。ここで、円相当径とは、図1に示すように、磁性体層20の断面において、磁性体粒子22の輪郭形状を特定し、その輪郭で囲まれる面積と同一の面積を有する円の径である。なお、磁性体層20の断面は、任意の断面を採用することができ、コイル用線材1Aの長手方向に沿った縦断面でもよく、その長手方向に直交する横断面でもよい。また、最大径とは、上記輪郭形状における磁性体粒子22の最大長さである。この最大径/円相当径が1.0に近いほど、磁性体粒子が真球に近いことになる。磁性体粒子の輪郭内面積を求めるには、例えば、磁性体粒子を顕微鏡で観察し、その観察画像における磁性体粒子から画像処理等で輪郭内の面積を算出することが挙げられる。
-Shape The
磁性体粒子22が球状に近い形状であることで、磁性体層20中の磁性体粒子22の体積含有率を高めることができる。複数の磁性体粒子22による磁性体粉末において、同一重量の粉末であれば、扁平状等の非球状粒子に比較して球状粒子の方が配列方向に関係なく粉末の嵩を小さくできるからである。上記粉末の嵩が小さいため、導体10の外周に磁性体層20を成形する際に高圧に加圧しなくても、磁性体層20中の磁性体粒子22の体積含有率を高めることができる。磁性体粒子22の最大径/円相当径は、1.0に近いほど好ましく、更に1.3以下、1.2以下、特に1.1以下が好ましい。
Since the
また、磁性体粒子22が球状に近い形状であることで、磁性体粒子22同士が接触したとしても、実質的に点接触するだけであり、面接触することがほとんどない。樹脂21中に分散される磁性体粒子22同士の接触面積が大きくなると、磁性体粒子22間に渦電流が流れ易くなるという問題がある。そのため、磁性体粒子22同士が点接触することで、渦電流が流れることを低減し易い。
In addition, since the
・大きさ
磁性体粒子22は、平均粒径が5μm以上500μm以下であることが好ましい。磁性体粒子22の平均粒径が5μm以上であることで、磁性体層20中の磁性体粒子22の体積含有率を高め易い。一方、磁性体粒子22の平均粒径が500μm以下であることで、樹脂21中に磁性体粒子22を均一に分散し易い。磁性体粒子22の平均粒径は、観察画像ごとに存在する1000個以上の磁性体粒子22について抽出した円相当径の直径を粒径とし、10個以上の観察画像における平均値を平均粒径とする。磁性体粒子22の平均粒径の下限は、10μm以上、30μm以上、60μm以上、70μm以上が挙げられる。磁性体粒子22の平均粒径の上限は、300μm以下、200μm以下、150μm以下、100μm以下が挙げられる。
-Size It is preferable that the
磁性体粒子22は、粒径が異なる複数種の粒子(粗大な粒子及び微細な粒子)を混合してもよい。そうすることで、粗大な磁性体粒子の間に微細な磁性体粒子が配置され、磁性体層20を厚み方向に投影した場合に、磁性体粒子22の存在しない領域が低減される。そうすることで、外部磁界からの磁束が磁性体粒子22間を素通りすることを低減でき、導体10に鎖交する磁束を低減できる。粗大な磁性体粒子は、平均粒径が100μm以上300μm以下、更に150μm以上250μm以下が挙げられ、微細な磁性体粒子は、平均粒径が30μm以上60μm以下、更に35μm以上55μm以下が挙げられる。
The
・体積含有率
磁性体層20中の磁性体粒子22の体積含有率は、60体積%以上90体積%以下が好ましい。磁性体層20中の磁性体粒子22の体積含有率が60体積%以上であることで、磁性体層20における飽和磁束密度を高めることができ、磁性体層20に磁束を十分に流すことができる。そのため、導体10に鎖交する磁束をより効果的に低減できる。また、磁性体層20中の磁性体粒子22の体積含有率が60体積%以上であることで、粗大な磁性体粒子22の間に微細な磁性体粒子22を配置し易く、磁性体層20を厚み方向に投影した場合に、磁性体粒子22の存在しない領域が低減され、磁性体粒子22間を素通りする磁束を低減できる。一方、磁性体層20中の磁性体粒子22の体積含有率が90体積%以下であることで、樹脂21中に磁性体粒子22が均一に分散した状態を実現し易く、射出成形等の成形時に樹脂21の流れ性や充填性を向上できる。ここで、磁性体層中の磁性体粒子の体積含有率は、磁性体層20の断面の顕微鏡観察像から、磁性体層20に占める磁性体粒子22の面積比率を測定し、その磁性体粒子22の面積比率を体積含有率とみなす。磁性体層20中の磁性体粒子22の体積含有率は、更に65体積%以上85体積%以下、特に68体積%以上80体積%以下が好ましい。
-Volume content The volume content of the
〈磁性体層の厚さ〉
磁性体層20の平均厚さは、60μm以上300μm以下が好ましい。磁性体層20の平均厚さが60μm以上であることで、磁性体層20における磁路断面積を十分に確保でき、磁性体層20に磁束を十分に流すことができる。磁性体層20の平均厚さは、厚いほど磁性体層20に磁束をより流すことができ、更に100μm以上、特に150μm以上が好ましい。一方、磁性体層20の平均厚さが厚過ぎると、磁性体層20での渦電流損による損失を招く虞があると共に、コイル用線材1Aが大型化する。よって、磁性体層20の平均厚さは、300μm以下であることが好ましい。ここで、磁性体層の平均厚さは、磁性体層20の周方向に沿って測定した厚さの平均値である。ここでは、磁性体層20の周方向に等間隔に4点以上測定した厚さの平均値とする。
<Thickness of magnetic layer>
The average thickness of the
〈磁性体層の配置形態〉
磁性体層20は、少なくとも外部磁界からの磁束を受け易い領域(鎖交領域)に設けられる。鎖交領域としては、(1)コイルに近接配置されて磁束(漏れ磁束を含む)を発生し得る部材、例えばコイルが配置される磁性コア、コイルに近接配置される磁石等がある場合には、コイルにおいてこれらの部材に近接する側の領域、(2)複数のコイル用線材1Aが並列される場合、例えば、螺旋状コイルの軸方向に並列される場合や、螺旋状コイルの径方向に並列される場合、隣り合うコイル用線材側の領域、等が挙げられる。本例では、磁性体層20は、導体10の両端面を除く全外周に亘って設けられている。
<Arrangement of magnetic layer>
The
〈磁性体層の構造〉
磁性体層20は、単層構造であってもよいし、二層以上の多層構造であってもよい。多層構造の場合、各層を構成する樹脂や磁性体粒子の材質、各層における磁性体粒子の体積含有率等を異ならせることができる。
<Structure of magnetic layer>
The
〈磁性体層の面積割合〉
コイル用線材1Aの横断面における磁性体層20の面積割合、具体的にはコイル用線材1Aの横断面における導体10と磁性体層20とを合わせた断面積に対する磁性体層20の断面積の比率(面積比)は、3%以上40%以下であることが挙げられる。上記面積割合が3%以上であることで、磁性体層20における磁路面積を十分に確保でき、磁性体層20に磁束を十分に流すことができる。一方、上記面積割合が40%以下であることで、磁性体層20自体に生じ得る渦電流を低減できる。上記面積割合は、更に10%以上25%以下が好ましい。複数の磁性体層20を備える場合には、上記面積割合は、複数の磁性体層20の断面積の合計とする。
<Area ratio of magnetic layer>
The area ratio of the
〈磁性体層の物理特性〉
磁性体層20の比透磁率は、高いほど磁気シールド効果を高められるため、10以上、更に15以上が好ましい。また、磁性体層20の飽和磁束密度は、高いほど磁気シールド効果を高められるため、0.5T以上、更に1.0T以上が好ましい。磁性体層20の飽和磁束密度や比透磁率は、代表的には磁性体層20の構成材料に依存する。
<Physical properties of magnetic layer>
The higher the relative permeability of the
〔その他の構成〕
コイル用線材1Aは、導体10の外周に絶縁層(図示せず)を備えることができる、絶縁層の配置形態としては、磁性体層20の外周(径方向外方)に配置する形態α(以下、この絶縁層を外側絶縁層と呼ぶことがある)、導体10と磁性体層20との間に配置する形態β(以下、この絶縁層を介在絶縁層と呼ぶことがある)、外側絶縁層と介在絶縁層の双方を配置する形態γ、複数の磁性体層20を備える場合には磁性体層20間に中間絶縁層を配置する形態δが挙げられる。代表的には、形態α,γでは外側絶縁層が、形態βでは磁性体層20がコイル用線材1Aの最外層を形成する。
[Other configurations]
The
外側絶縁層を備えるコイル用線材1Aで形成されたコイルは、外側絶縁層によって、コイルとその周囲部材との絶縁、隣り合うコイル用線材間の絶縁を図ることができる。介在絶縁層や中間絶縁層を備えるコイル用線材1Aで形成されたコイルは、これら絶縁層によって、導体10と磁性体層20との間の絶縁、磁性体層20間の絶縁を図ることができる。この絶縁によって、磁性体層20自体に渦電流が生じても、この渦電流が導体10や下層の磁性体層20に流れることを抑制できる。
The coil formed of the coil wire 1 </ b> A having the outer insulating layer can achieve insulation between the coil and its surrounding members and insulation between adjacent coil wires by the outer insulating layer. A coil formed of the coil wire 1 </ b> A including the intervening insulating layer and the intermediate insulating layer can achieve insulation between the
絶縁層の構成材料は、絶縁性樹脂が挙げられる。具体的には、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂等が挙げられる。なお、これらの樹脂は、単独で使用しても構わないし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。 The constituent material of the insulating layer includes an insulating resin. Specifically, polyimide resin, polyamide imide resin, polyester imide resin, polyurethane resin, polyester resin, polyolefin resin, polyamide resin, polyether sulfone resin, polyphenylene sulfide resin, polyether ether ketone resin, polytetrafluoroethylene resin, poly Examples include ether imide resins. In addition, these resin may be used independently and may be used in combination of 2 or more type.
絶縁層の厚さは、導体10に流れる電流の大きさなどに応じて適宜選択できる。例えば、絶縁層の厚さは、5μm以上500μm以下、更に5μm以上100μm以下が挙げられる。特に下限値は30μm以上、50μm以上が挙げられる。絶縁層は、単層構造又は二層以上の多層構造とすることができる。多層構造の場合には各層の材質を異ならせることもできる。
The thickness of the insulating layer can be appropriately selected according to the magnitude of the current flowing through the
コイル用線材1Aは、最外層に潤滑性向上剤等の添加剤を配合した潤滑層(図示せず)を備えてもよい。また、コイル用線材1Aは、導体10又は磁性体層20と絶縁層(介在絶縁層、外側絶縁層、中間絶縁層)との間に、密着性向上剤等の添加剤を配合した密着層(図示せず)を備えてもよい。又は、絶縁層のうち、コイル用線材1Aの最外層を形成する外側絶縁層を、潤滑性向上剤等の添加剤を配合して潤滑性を高めたり、絶縁層に密着性向上剤等の添加剤を配合して密着性を高めたりしてもよい。
The coil wire 1 </ b> A may include a lubrication layer (not shown) in which an additive such as a lubricity improver is blended in the outermost layer. In addition, the coil wire 1 </ b> A includes an adhesion layer in which an additive such as an adhesion improver is blended between the
潤滑性向上剤は、例えば、流動パラフィン、固形パラフィンなどのパラフィン類、各種ワックスや、ポリエチレン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂等の潤滑剤が挙げられる。潤滑層の構成材料は、上記潤滑剤をバインダ樹脂で結着したものが挙げられる。バインダ樹脂は、例えば絶縁層の項で述べた絶縁性樹脂が挙げられる。潤滑層の構成材料は、パラフィン又はワックスを添加して潤滑性を付与したアミドイミド樹脂が好ましい。密着性向上剤は、例えば、アセチレン類(1−ヘキシンなど)、アルキノール類(プロパルギルアルコール、1−ヘキシン−3−オールなど)、アルデヒド類(ベンズアルデヒド、桂皮アルデヒドなど)、アミン類(ラウリルアミン、N,N´−ジメチルセチルアミン、トリメチルセチルアンモニウムプロミドなど)、メルカプタン類(セチルメルカプタン、2−メルカプトイミダゾール、5−アミノ−1,3,4−チアジアゾール−2−チオールなど)、チオ尿素類(チオ尿素、フェニルチオ尿素など)、メラミン等が挙げられる。これらの中でも密着性向上効果が大きいものは、メルカプタン類のうち、2−メルカプトイミダゾールである。 Examples of the lubricity improver include paraffins such as liquid paraffin and solid paraffin, various waxes, and lubricants such as polyethylene resin, fluororesin, and silicone resin. Examples of the constituent material of the lubricating layer include those obtained by binding the lubricant with a binder resin. Examples of the binder resin include the insulating resin described in the section of the insulating layer. The constituent material of the lubricating layer is preferably an amide-imide resin to which lubricity is imparted by adding paraffin or wax. Adhesion improvers include, for example, acetylenes (such as 1-hexyne), alkynols (such as propargyl alcohol and 1-hexyn-3-ol), aldehydes (such as benzaldehyde and cinnamic aldehyde), and amines (laurylamine, N , N′-dimethylcetylamine, trimethylcetylammonium promide, etc.), mercaptans (eg cetyl mercaptan, 2-mercaptoimidazole, 5-amino-1,3,4-thiadiazole-2-thiol), thioureas (thio) Urea, phenylthiourea, etc.), melamine and the like. Among these mercaptans, 2-mercaptoimidazole has a great effect of improving adhesion.
〔コイル用線材の製造方法〕
コイル用線材1Aは、導体10の外周に、複数の磁性体粒子22を分散させた樹脂21を射出成形することで得られる。コイル用線材の製造方法は、導体を準備すると共に、樹脂と磁性体粒子との混合物を準備する準備工程と、金型内に導体を配置する配置工程と、金型内に上記混合物を充填して固化する射出成形工程とを備える。
[Production method of coil wire]
The coil wire 1 </ b> A is obtained by injection molding a resin 21 in which a plurality of
・準備工程
準備工程では、所定の形状・寸法に加工された導体と、樹脂中に複数の磁性体粒子(磁性体粉末)を分散した混合物とを準備する。
-Preparation process In a preparation process, the conductor processed into the predetermined | prescribed shape and dimension and the mixture which disperse | distributed several magnetic body particle | grains (magnetic body powder) in resin are prepared.
導体は、導体の素材を塑性加工して、所定の形状・寸法の短尺線材に加工することで製造できる。導体の素材は、代表的には、鋳造⇒熱間加工(圧延、鍛造、押出)⇒冷間加工(圧延、伸線)、適宜熱処理といった工程によって製造できる。 A conductor can be manufactured by plastically processing a conductor material into a short wire having a predetermined shape and size. The material of the conductor can be typically manufactured by a process such as casting → hot working (rolling, forging, extrusion) → cold working (rolling, wire drawing), and appropriate heat treatment.
混合物は、混合容器内に樹脂と磁性体粉末とを投入し、攪拌器でかき混ぜることで得られる。磁性体粉末(磁性体粒子)は、上述したように、球状に近い形状のものである。磁性体粉末は、(見掛密度/真密度)×100で表される密度比が45%超70%以下であることが好ましい。ここで、見掛密度は、JIS Z 2504「金属粉−見掛密度試験方法」に基づいて求められた密度であり、真密度は、物質自身が占める体積だけを密度算定用の体積とする密度である。個々の磁性体粒子の内部に空洞がないとする場合、真密度は磁性体粉末の構成金属の比重とみなすことができる。混合物は、磁性体粒子が球状に近い形状であることに加え、磁性体粉末の密度比が上記範囲を満たすことで、磁性体粉末の配列方向に関係なく粉末の嵩を小さくでき、混合物中の磁性体粉末の体積含有率を高めることができる。樹脂は、混合時の粘度を100mPa・s〜100Pa・sに調整して行うことが好ましい。そうすることで、磁性体粉末が沈殿して磁性体粉末と樹脂とが分離されることを抑制でき、樹脂中に複数の磁性体粒子を均一に分散した状態とできる。より好ましい樹脂の混合時の粘度は、1Pa・s〜50Pa・sである。樹脂の粘度は、樹脂の種類に応じて、樹脂の温度を変えることで調整できる。 The mixture is obtained by charging a resin and magnetic powder into a mixing container and stirring with a stirrer. The magnetic powder (magnetic particles) has a shape close to a spherical shape as described above. The magnetic powder preferably has a density ratio represented by (apparent density / true density) × 100 and more than 45% and 70% or less. Here, the apparent density is a density obtained based on JIS Z 2504 “Metal powder—apparent density test method”, and the true density is a density in which only the volume occupied by the substance itself is a volume for density calculation. It is. If there are no cavities inside individual magnetic particles, the true density can be regarded as the specific gravity of the constituent metal of the magnetic powder. In addition to the magnetic particles having a nearly spherical shape, the mixture satisfies the above range of the density ratio of the magnetic powder, so that the bulk of the powder can be reduced regardless of the arrangement direction of the magnetic powder. The volume content of the magnetic powder can be increased. The resin is preferably prepared by adjusting the viscosity at the time of mixing to 100 mPa · s to 100 Pa · s. By doing so, it can suppress that magnetic body powder precipitates and a magnetic body powder and resin are isolate | separated, and it can be in the state which disperse | distributed several magnetic body particles uniformly in resin. More preferably, the viscosity at the time of mixing of the resin is 1 Pa · s to 50 Pa · s. The viscosity of the resin can be adjusted by changing the temperature of the resin according to the type of resin.
・配置工程
配置工程では、金型内に導体を配置する。その際、導体の表面のうち磁性体層が被覆される被覆面と、金型との間に所定の隙間が形成されるように導体を配置する。この隙間に後述する射出成形時に混合物が充填されることで導体の外周に磁性体層が形成される。
-Placement process In the placement process, conductors are placed in the mold. In that case, a conductor is arrange | positioned so that a predetermined | prescribed clearance gap may be formed between the coating surface where the magnetic body layer is coat | covered among the surfaces of a conductor, and a metal mold | die. A magnetic layer is formed on the outer periphery of the conductor by filling the gap with a mixture during injection molding described later.
・射出成形工程
射出成形工程では、上記金型内に上記混合物を充填して固化する。混合物の充填は、単に金型内に混合物を流し込むだけでもよいし、金型内を低圧に加圧してもよいし、金型内を減圧してもよい。最後に、樹脂を固化することで、所定の厚さの磁性体層を備えるコイル用線材が得られる。磁性体層を射出成形した場合、磁性体層には、金型を分割した位置にパーティングライン(図示せず)や、金型内に混合物を注入する注入口の形状が転写されたゲート痕(図示せず)が形成される場合がある。
-Injection molding process In the injection molding process, the mold is filled with the mixture and solidified. For filling the mixture, the mixture may be simply poured into the mold, the inside of the mold may be pressurized to a low pressure, or the inside of the mold may be decompressed. Finally, by solidifying the resin, a coil wire provided with a magnetic layer having a predetermined thickness can be obtained. When the magnetic layer is injection molded, the magnetic layer has a parting line (not shown) at the position where the mold is divided and a gate mark on which the shape of the injection port for injecting the mixture into the mold is transferred. (Not shown) may be formed.
なお、本例では、導体の両端面を除く全外周に亘って磁性体層を設けたが、導体の長手方向及び周方向の少なくとも一方向に隙間を有して断続的に磁性体層を設ける場合(実施形態2や実施形態3を参照)には、磁性体層を設ける領域にのみ混合物を充填すればよい。 In this example, the magnetic layer is provided over the entire outer periphery excluding both end faces of the conductor, but the magnetic layer is intermittently provided with a gap in at least one of the longitudinal direction and the circumferential direction of the conductor. In some cases (see Embodiment 2 and Embodiment 3), the mixture may be filled only in the region where the magnetic layer is provided.
絶縁層を設ける場合には、磁性体層を射出成形した上記コイル用線材を更に射出成形する、いわゆる二色成形することにより、絶縁層を被覆すればよい。 When the insulating layer is provided, the insulating layer may be covered by so-called two-color molding of the coil wire material obtained by injection molding of the magnetic material layer.
〔用途〕
上記コイル用線材1Aは、コイルを備える電気機器、例えばモータ、トランス(変圧器)、リアクトル等に利用できる。
[Use]
The
≪実施形態2≫
図2を参照して、実施形態2のコイル用線材1Bを説明する。
実施形態2のコイル用線材1Bは、磁性体層20が、導体10の長手方向に隙間30を有して断続的に形成された複数(本例では三つ)の部分磁性体層200で構成される。つまり、実施形態2のコイル用線材1Bは、導体10の外周のうち、導体10の長手方向の一部が磁性体層20で覆われ、他部が磁性体層20で覆われない露出領域(隙間30)で構成される。実施形態2のコイル用線材1Bは、磁性体層20が複数の部分磁性体層200で構成される点が、実施形態1のコイル用線材1Aと異なる。
<< Embodiment 2 >>
With reference to FIG. 2, the
The
磁性体層20に隙間30を備えることで、磁性体層20(部分磁性体層200)を構成する磁性材料が鉄等の金属であり、磁性体層20自体に渦電流が生じる場合であっても、導体10の長手方向に沿って渦電流が流れたりすることを低減できる。また、露出領域によって磁性体層20を区切ることで、磁性体層20に渦電流が流れたとしても、その範囲を制限でき、渦電流に起因する損失を低減できる。磁性体層20に隙間30を備えることによる渦電流の低減効果は、磁性体層20の平均厚さが150μm以上、更に200μm以上のときに得られ易い。
By providing the
部分磁性体層200間の隙間30は、その間隔L2が、部分磁性体層200の長さL1に対して0%超10%以下であることが好ましい。隙間30の間隔L2が部分磁性体層200の長さL1の0%超であることで、導体10の長手方向に磁性体層20が存在しない露出領域を備え、部分磁性体層200自体に渦電流が生じる場合であっても、導体10の長手方向に沿って渦電流が流れることを低減できる。一方、隙間30の間隔L2が部分磁性体層200の長さL1の10%以下であることで、磁性体層20により導体10に鎖交する磁束を低減して導体10に生じる渦電流を抑制できる。隙間30の間隔L2は、部分磁性体層200の長さL1に対して更に1%以上8%以下、2%以上7%以下が好ましい。
The gap L 2 between the partial
本例では、部分磁性体層200は、導体10の周方向に連続して形成されているが、周方向にも隙間を有して断続的に形成されていてもよい。
In this example, the partial
コイル用線材1Bは、実施形態1のコイル用線材1Aと同様に、導体10の外周に、複数の磁性体粒子22を分散させた樹脂21(図1を参照)を射出成形することで得られる。そのため、金型を所望の形状とすることで、所望の形状の磁性体層20を容易に形成できる。
The
≪実施形態3≫
図3〜図5を参照して、実施形態3のコイル用線材1Cを説明する。
実施形態3のコイル用線材1Cは、磁性体層20が、導体10の周方向に隙間を有して断続的に形成されている。具体的には、導体10が平角導体であり、この平角導体の長手方向に沿って配置されて平角導体を構成する四面の対向する面の組をそれぞれ第一対面10a及び第二対面10bとするとき、第二対面10bを構成する少なくとも一面が、全面に亘って導体10が露出される露出面14で構成される。第一対面10aを構成する双方の面は、第二対面10bを構成する一方の面との稜線から他方の面との稜線に亘って磁性体層20が被覆される被覆面12を備える。図3及び図4は、第二対面10bを構成する一方の面が露出面14で構成される形態を示し、図5は、第二対面10bを構成する双方の面が露出面14で構成される形態を示す。実施形態3のコイル用線材1Cは、導体10が平角導体であり、平角導体(導体10)を構成する対向面(第二対面10b)の少なくとも一面が露出面14で構成される、つまり磁性体層20が平角導体(導体10)を構成する対向面(第二対面10b)の少なくとも一面の全面に亘って存在しない点が、実施形態1のコイル用線材1Aと異なる。
<< Embodiment 3 >>
A
In the coil wire 1 </ b> C of the third embodiment, the
磁性体層20は、外部磁界からの磁束を受け易い領域、例えば磁束(図4及び図5に示す矢印)に対して実質的に平行となる領域に設けることが挙げられる。この場合、平角導体の長手方向に沿って配置されて平角導体を構成する四面のうち少なくとも第一対面10aに磁性体層20が存在することで、第一対面10aが磁束に対して実質的に平行となるようにコイル用線材1Cを配置することで、外部磁界からの磁束を磁性体層20に十分に流すことができ、導体10に鎖交する磁束を低減できる。つまり、第一対面10aの被覆面12は、磁束に対する平行面であり、第二対面10bの露出面14は、磁束に対する交差面となる。第二対面10bを構成する少なくとも一面に磁性体層20が不存在であることで、その磁性体層20の不存在の分だけ導体10を大きくできるため、コイル用線材1Cの断面に占める導体断面積の割合を高くできる。
The
被覆面12に被覆される磁性体層20の露出面14側の端面は、露出面14と面一である(図4及び図5を参照)。そうすることで、コイル用線材1Cは、周方向に平滑な外表面を有し、横断面における輪郭形状が矩形状となる。
The end surface on the exposed
コイル用線材1Cは、実施形態1のコイル用線材1Aと同様に、導体10の外周に、複数の磁性体粒子22を分散させた樹脂21(図1を参照)を射出成形することで得られる。そのため、金型を所望の形状とすることで、コイル用線材1Cの横断面における輪郭形状が矩形状となるように、導体10の第二対面10bの少なくとも一面を全面に亘って露出面14とし、その他の被覆面12に磁性体層20を容易に形成できる。
The
本例では、被覆面12に被覆された磁性体層20は、導体10の長手方向に連続して形成されているが、長手方向にも隙間を有して断続的に形成されていてもよい。
In this example, the
本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、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。 The present invention is not limited to these exemplifications, but is defined by the scope of the claims, and is intended to include all modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of the claims.
[試験例1]
導体の外周に、複数の磁性体粒子を分散させた樹脂を射出成形して磁性体層を形成したコイル用線材について、磁性体層の仕様を異ならせたものを用意し、外部から磁場を与えたときの損失を調べた。
[Test Example 1]
Prepare coil wires with different magnetic layer specifications by injection molding resin with dispersed magnetic particles on the outer periphery of the conductor to form a magnetic layer, and apply a magnetic field from the outside. I investigated the loss.
〔試料の作製:試料No.1−1〜1−3,1−11〕
まず、導体と、磁性体層を構成する磁性材料とを準備した。
導体として、無酸素銅からなる縦3mm×横1mm×長さ50mmの平角導体を準備した。
磁性材料として、Fe−6.5質量%Si合金からなる磁性体粉末と、ポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂とを準備した。磁性体粉末は、磁性体粒子の最大径/円相当径で表される径比が表1に示すものを用いた。本例の磁性体層は後述するように低圧で成形するため、原料粉末の磁性体粒子の最大径/円相当径と、得られる磁性体層における磁性体粒子の最大径/円相当径とは実質的に同一である。この最大径/円相当径の求め方は、後述する。各試料における磁性体粒子の飽和磁束密度(Bs)を表1に示す。磁性体粒子の飽和磁束密度は、磁性体粉末をホルダに充填して振動試料型磁力計(理研電子株式会社製、BHV−5)を用いて磁束密度−磁場曲線を測定して求めた。また、各試料における磁性体粉末の(見掛密度/真密度)×100で表される密度比を表1に示す。ここで、磁性体粉末の見掛密度は、JIS Z 2504「金属粉−見掛密度試験方法」に基づいて求めた。
上記磁性体粉末と樹脂とを、体積割合で7:3の配合比にて混合して磁性材料(混合物)とした。
[Sample preparation: Sample No. 1-1 to 1-3, 1-11]
First, a conductor and a magnetic material constituting the magnetic layer were prepared.
As a conductor, a rectangular conductor made of oxygen-free copper and having a length of 3 mm, a width of 1 mm, and a length of 50 mm was prepared.
As magnetic materials, a magnetic powder made of a Fe-6.5 mass% Si alloy and a polyphenylene sulfide (PPS) resin were prepared. As the magnetic powder, those having a diameter ratio represented by the maximum diameter / equivalent circle diameter of magnetic particles shown in Table 1 were used. Since the magnetic layer of this example is molded at a low pressure as described later, the maximum diameter / equivalent circle diameter of the magnetic particles of the raw material powder and the maximum diameter / equivalent circle diameter of the magnetic particles in the obtained magnetic layer are Substantially the same. A method of obtaining the maximum diameter / equivalent circle diameter will be described later. Table 1 shows the saturation magnetic flux density (Bs) of the magnetic particles in each sample. The saturation magnetic flux density of the magnetic particles was obtained by filling a magnetic powder in a holder and measuring a magnetic flux density-magnetic field curve using a vibrating sample magnetometer (BHV-5, manufactured by Riken Denshi Co., Ltd.). Further, Table 1 shows the density ratio represented by (apparent density / true density) × 100 of the magnetic powder in each sample. Here, the apparent density of the magnetic powder was determined based on JIS Z 2504 “Metal powder—apparent density test method”.
The magnetic material powder and the resin were mixed at a volume ratio of 7: 3 to obtain a magnetic material (mixture).
次に、金型内に上記導体を配置する。このとき、導体の端面を除く全表面に磁性体層が被覆されるように、その被覆面と金型との間に所定の隙間を設けた。 Next, the conductor is placed in a mold. At this time, a predetermined gap was provided between the coated surface and the mold so that the entire surface except the end surface of the conductor was coated with the magnetic layer.
上記金型内の隙間に上記磁性材料を充填及び固化し、導体の外周に磁性体層を形成し、更にその外周にポリアミドイミド製の絶縁層(厚さ30μm)を備えるコイル用線材を作製した。
The magnetic material was filled and solidified in the gaps in the mold, a magnetic layer was formed on the outer periphery of the conductor, and a polyamide-imide insulating layer (
〔磁性体粒子の断面形状の測定〕
各試料のコイル用線材の横断面における磁性体層の断面を光学顕微鏡で観察し、撮影した顕微鏡写真から、磁性体粒子の断面の径比(最大径/円相当径)、及び平均粒径を測定した。磁性体粒子の径比は、顕微鏡写真から1000個以上の磁性体粒子を抽出し、各磁性体粒子の輪郭形状を特定し、その輪郭で囲まれる面積と同一の面積を有する円の径を円相当径とし、その輪郭形状における磁性体粒子の最大長さを最大径として、各磁性体粒子の最大径/円相当径を求め、それらの平均値を求めた。また、磁性体粒子(磁性体粉末)の平均粒径は、上記円相当径を粒径とし、10個以上の顕微鏡写真における平均値を求めた。その結果を表1に示す。
[Measurement of cross-sectional shape of magnetic particles]
The cross section of the magnetic layer in the cross section of the coil wire of each sample was observed with an optical microscope, and from the photographed micrograph, the diameter ratio (maximum diameter / equivalent circle diameter) and average particle diameter of the cross section of the magnetic particles were determined. It was measured. The diameter ratio of the magnetic particles is determined by extracting 1000 or more magnetic particles from the micrograph, specifying the contour shape of each magnetic particle, and determining the diameter of a circle having the same area as the area surrounded by the contour. The equivalent diameter was determined, the maximum length of the magnetic particles in the contour shape was set as the maximum diameter, the maximum diameter / equivalent circle diameter of each magnetic particle was determined, and the average value thereof was determined. Further, the average particle diameter of the magnetic particles (magnetic powder) was determined as an average value in 10 or more photomicrographs, with the equivalent circle diameter as the particle diameter. The results are shown in Table 1.
〔磁性体粒子の体積含有率の測定〕
各試料のコイル用線材の横断面における磁性体層の断面を光学顕微鏡で観察し、撮影した顕微鏡写真から、磁性体粒子の体積含有率を測定した。磁性体粒子の体積含有率は、磁性体層の断面積に占める磁性体粒子の総断面積を測定し、その面積比率を求め、これを体積含有率とみなした。その結果を表1に示す。
[Measurement of volume content of magnetic particles]
The cross section of the magnetic layer in the cross section of the coil wire of each sample was observed with an optical microscope, and the volume content of the magnetic particles was measured from the photographed micrograph. For the volume content of the magnetic particles, the total cross-sectional area of the magnetic particles occupying the cross-sectional area of the magnetic layer was measured, the area ratio was determined, and this was regarded as the volume content. The results are shown in Table 1.
〔磁性体層の厚さの測定〕
各試料のコイル用線材の横断面における磁性体層の断面を光学顕微鏡で観察し、撮影した顕微鏡写真から、磁性体層の厚さを測定した。磁性体層の厚さは、磁性体層の全周に亘って周方向に等間隔に4点以上(平角導体の各辺の中央部分を含む4点以上)測定し、その平均値を求めた。その結果を表1に示す。
[Measurement of magnetic layer thickness]
The cross section of the magnetic layer in the cross section of the coil wire of each sample was observed with an optical microscope, and the thickness of the magnetic layer was measured from the photographed micrograph. The thickness of the magnetic layer was measured at four or more points (at least four points including the central portion of each side of the rectangular conductor) at equal intervals in the circumferential direction over the entire circumference of the magnetic layer, and the average value was obtained. . The results are shown in Table 1.
〔磁気特性の測定〕
各試料のコイル用線材を試料とし、理研電子株式会社製BHカーブトレーサ「BHS−40S10K」を用いて、比透磁率μと飽和磁束密度Bsとを測定した。その結果を表1に示す。
[Measurement of magnetic properties]
The relative magnetic permeability μ and the saturation magnetic flux density Bs were measured using the coil wire of each sample as a sample and using a BH curve tracer “BHS-40S10K” manufactured by Riken Denshi Co., Ltd. The results are shown in Table 1.
〔損失の測定〕
図6に示す測定回路を構成し、この測定回路を用いて各試料のコイル用線材における損失を調べた。図6に示す測定回路100は、ギャップ111が形成されたC字状の磁性コア110と、磁性コア110に巻回された一次コイル121及び二次コイル122と、信号発生器131を有するB−Hアナライザ130とを備える。各試料のコイル用線材を測定試料Sとして、磁性コア110のギャップ111に挿入する。B−Hアナライザ130の信号発生器131から励磁信号を発生させ、増幅器132を介して一次コイル121に励磁電流i1を流し、ギャップ111に交流磁界を発生させる。交流磁界の測定周波数、磁束密度を変えたときに抵抗133に流れる励磁電流i1と二次コイル122の両端に生じた誘起電圧V2とを測定して得られる交流抵抗成分から、測定系の損失を求める。ここでは、各試料のコイル用線材における導体線と材質・形状・サイズが実質的に同じで、磁性体層を有さない銅線のみからなる比較試料を用意し、同様にして各比較試料の損失も測定しておく。そして、各試料のコイル用線材の損失は、磁性体層を有さない比較試料における損失を100として、これに対する相対値(%)で評価し、その結果を表1に示す。
(Measurement of loss)
The measurement circuit shown in FIG. 6 was configured, and the loss in the coil wire of each sample was examined using this measurement circuit. A
表1に示すように、磁性体粒子の径比が1.5未満である試料No.1−1,1−2,1−3は、磁性体層中の磁性体粒子の体積含有率が60体積%以上であり、損失比が80%以下と低減できることがわかった。これは、磁性体粒子が球状に近い形状であることで、磁性体粒子の配列方向に関係なく樹脂中に存在し、磁性体層を厚み方向に投影した場合に、磁性体粒子の存在しない領域が低減されたことによると考えられる。特に、原料段階において、密度比が60と高い磁性体粉末を用いた試料No.1−2,1−3は、磁性体層中の磁性体粒子の体積含有率が70体積%以上であり、損失比が67%以下と更に低減できることがわかった。更に、磁性体層の厚さを厚くするほど、損失比が50%まで低減できることがわかった。一方、磁性体粒子の径比が1.5である試料No.1−11は、磁性体層中の磁性体粒子の体積含有率が31体積%と低く、損失比が95%しか低減できず、磁性体層による磁気シールドとしての機能を発揮し難いことがわかった。これは、磁性体粒子が非円形状であることで、磁性体粒子の配列方向のばらつきにより、磁性体層を厚み方向に投影した場合に、磁性体粒子の存在しない領域が形成されたことによると考えられる。 As shown in Table 1, the sample No. 1 in which the diameter ratio of the magnetic particles is less than 1.5. In 1-1, 1-2, and 1-3, it was found that the volume content of the magnetic particles in the magnetic layer was 60% by volume or more, and the loss ratio was reduced to 80% or less. This is because the magnetic particles have a shape close to a spherical shape, and therefore exist in the resin regardless of the arrangement direction of the magnetic particles, and when the magnetic layer is projected in the thickness direction, the magnetic particles do not exist. This is thought to be due to the reduction of In particular, in the raw material stage, Sample No. using a magnetic powder having a high density ratio of 60 was used. In 1-2 and 1-3, it was found that the volume content of the magnetic particles in the magnetic layer was 70% by volume or more, and the loss ratio could be further reduced to 67% or less. Furthermore, it was found that the loss ratio can be reduced to 50% as the thickness of the magnetic layer is increased. On the other hand, Sample No. with a magnetic particle diameter ratio of 1.5. 1-11 shows that the volume content of the magnetic particles in the magnetic layer is as low as 31% by volume, and the loss ratio can be reduced only by 95%, which makes it difficult to exhibit the function as a magnetic shield by the magnetic layer. It was. This is because the magnetic particles are non-circular, and when the magnetic layer is projected in the thickness direction due to variations in the arrangement direction of the magnetic particles, a region where no magnetic particles exist is formed. it is conceivable that.
[試験例2]
試験例1における試料No.1−2及び1−3において、各磁性体層を、導体の長手方向に隙間を有して断続的に形成した複数(本例では三つ)の部分磁性体層で構成したコイル用線材について、部分磁性体層間の隙間の隙間率を異ならせたものを用意し、外部から磁場を与えたときの損失を調べた。試料No.2−1が試料No.1−2と同じであり、試料No.2−4が試料No.1−3と同じである。隙間率とは、部分磁性体層の長さL1に対する隙間の間隔L2の比率のことである(図2を参照)。各試料の磁性体層の厚さ、隙間率、及び損失比を表2に示す。なお、損失比は、実施形態1と同様に測定した。
[Test Example 2]
Sample No. 1 in Test Example 1 In 1-2 and 1-3, the wire rod for a coil constituted by a plurality of (three in this example) partial magnetic layers each of which is formed intermittently with a gap in the longitudinal direction of the conductor. In addition, samples with different gap ratios between the partial magnetic layers were prepared, and the loss when a magnetic field was applied from the outside was examined. Sample No. 2-1, sample No. 1-2, the same as Sample No. Sample No. 2-4 Same as 1-3. The clearance rate, is that the ratio of the distance L 2 of the gap to the length L 1 of the partial magnetic layer (see Figure 2). Table 2 shows the thickness, gap ratio, and loss ratio of the magnetic layer of each sample. The loss ratio was measured in the same manner as in the first embodiment.
表2に示すように、磁性体層を複数の部分磁性体層で構成した場合であっても、隙間率が10%以下であれば、損失比を70%以下と低減できることがわかった。特に、磁性体層の厚さが300μmの場合、隙間率が10%以下の隙間を設けることで、隙間を設けない場合に比較して、損失比をより低減できることがわかった。これは、磁性体層の厚さが厚いと、部分磁性体層自体に流れる渦電流が大きくなるため、磁性体層間に隙間を設けることで、その渦電流を効果的に低減できたことによると考えられる。一方、磁性体層の厚さが100μmの場合、部分磁性体層自体に流れる渦電流は、磁性体層の厚さが300μmの場合と比較して小さいため、磁性体層間に隙間を設けることの効果は小さいと考えられる。磁性体層の厚さが100μmの場合、部分磁性体層間の隙間率が大きくなるにつれて、損失比が大きくなるが、これは、磁性体層による磁気シールド効果が低下したことによると考えられる。以上より、磁性体層の厚さによっては、磁性体層間に隙間を設けることで、導体の長手方向に磁性体層が存在しない露出領域が形成されるので、部分磁性体層自体に渦電流が生じたとしても、導体の長手方向に沿って渦電流が流れることを低減できると考えられる。 As shown in Table 2, it was found that even when the magnetic layer was composed of a plurality of partial magnetic layers, the loss ratio could be reduced to 70% or less if the gap ratio was 10% or less. In particular, it was found that when the thickness of the magnetic layer is 300 μm, the loss ratio can be further reduced by providing a gap with a gap ratio of 10% or less as compared with the case where no gap is provided. This is because if the magnetic layer is thick, the eddy current flowing in the partial magnetic layer itself increases, so by providing a gap between the magnetic layers, the eddy current can be effectively reduced. Conceivable. On the other hand, when the thickness of the magnetic layer is 100 μm, the eddy current flowing through the partial magnetic layer itself is smaller than that when the thickness of the magnetic layer is 300 μm. The effect is considered small. When the thickness of the magnetic layer is 100 μm, the loss ratio increases as the gap ratio between the partial magnetic layers increases, which is considered to be due to a decrease in the magnetic shielding effect by the magnetic layer. As described above, depending on the thickness of the magnetic material layer, by providing a gap between the magnetic material layers, an exposed region in which the magnetic material layer does not exist is formed in the longitudinal direction of the conductor, so eddy currents are generated in the partial magnetic material layer itself. Even if it occurs, it is considered that the eddy current can be prevented from flowing along the longitudinal direction of the conductor.
[試験例3]
試験例1における試料No.1−2において、平角導体の長手方向に沿って配置されて平角導体を構成する四面のうちいずれかの面を全面に亘って磁性体層を被覆しない露出面で構成したコイル用線材について、外部から磁場を与えたときの損失を調べた。被覆面に被覆された磁性体層は、導体の長手方向に連続して形成されている。このとき、平角導体を構成する上記四面の対向する面の組をそれぞれ第一対面及び第二対面とするとき、第一対面を磁束に対して実質的に平行、第二対面を磁束に対して実質的に交差するように平角導体を配置した。つまり、第一対面は、磁束に対する平行面(図4や図5における上下面)であり、第二対面は、磁束に対する交差面(図4や図5における左右面)である。磁性体層の配置形態、及び損失比を表3に示す。なお、損失比は、実施形態1と同様に測定した。
[Test Example 3]
Sample No. 1 in Test Example 1 In 1-2, the coil wire material which is arranged along the longitudinal direction of the rectangular conductor and is formed of an exposed surface which does not cover the magnetic layer over the entire surface of the four surfaces constituting the rectangular conductor. The loss when applying a magnetic field was investigated. The magnetic layer coated on the coated surface is formed continuously in the longitudinal direction of the conductor. At this time, when the set of four opposing surfaces constituting the rectangular conductor is a first pair of surfaces and a second pair of surfaces, respectively, the first pair of surfaces is substantially parallel to the magnetic flux, and the second surface is against the magnetic flux. The rectangular conductors were arranged so as to substantially intersect. In other words, the first pair of surfaces are parallel surfaces with respect to the magnetic flux (upper and lower surfaces in FIGS. 4 and 5), and the second pair of surfaces are cross surfaces with respect to the magnetic flux (the left and right surfaces in FIGS. 4 and 5). Table 3 shows the arrangement of the magnetic layers and the loss ratio. The loss ratio was measured in the same manner as in the first embodiment.
表3に示すように、第一対面の双方を被覆面(磁性体層が被覆される)とし、第二対面の少なくとも一方を露出面とした場合、損失比が54%以下と低減できることがわかった。一方、第一対面の少なくとも一方を露出面とした場合、第二対面の双方を被覆面としたとしても、損失比を85%までしか低減できないことがわかった。特に、第一対面の双方を露出面とした場合、損失比が全く低減できないことがわかった。このことから、平角導体において、磁束に対して実質的に平行となる面に磁性体層を設けることで、磁束に対して交差する面を全面に亘って露出することが可能であることがわかった。導体に露出面を備えることで、コイル用線材の断面に占める導体断面積の割合を高くできる。 As shown in Table 3, it is found that the loss ratio can be reduced to 54% or less when both the first pair of surfaces are coated surfaces (the magnetic layer is coated) and at least one of the second surfaces is an exposed surface. It was. On the other hand, it was found that when at least one of the first pair of surfaces is an exposed surface, the loss ratio can be reduced only to 85% even if both of the second facing surfaces are coated surfaces. In particular, it has been found that when both of the first pair of surfaces are exposed surfaces, the loss ratio cannot be reduced at all. From this, it is understood that, in a flat conductor, it is possible to expose the entire surface intersecting with the magnetic flux by providing the magnetic layer on the surface substantially parallel to the magnetic flux. It was. By providing the conductor with an exposed surface, the ratio of the conductor cross-sectional area in the cross section of the coil wire can be increased.
1A,1B,1C コイル用線材
10 導体
10a 第一対面 10b 第二対面
12 被覆面 14 露出面
20 磁性体層 200 部分磁性体層
21 樹脂
22 磁性体粒子
30 隙間
100 測定回路 S 測定試料(コイル用線材)
110 磁性コア 111 ギャップ
121 一次コイル 122 二次コイル
130 B−Hアナライザ
131 信号発生器 132 増幅器 133 抵抗
1A, 1B,
110
Claims (7)
前記磁性体層は、樹脂と、前記樹脂中に分散する複数の磁性体粒子とを備え、
前記磁性体粒子は、最大径/円相当径が1.0以上1.5未満であるコイル用線材。
ただし、前記円相当径は、前記磁性体層の断面において、前記磁性体粒子の輪郭形状を特定し、その輪郭で囲まれる面積と同一の面積を有する円の径であり、前記最大径は、前記輪郭形状における前記磁性体粒子の最大長さである。 Comprising a short conductor and a magnetic layer coated on the outer periphery of the conductor;
The magnetic layer includes a resin and a plurality of magnetic particles dispersed in the resin,
The magnetic particles have a maximum diameter / equivalent circle diameter of 1.0 to less than 1.5.
However, the equivalent circle diameter is the diameter of a circle having the same area as the area surrounded by the contour, specifying the contour shape of the magnetic particles in the cross section of the magnetic layer, and the maximum diameter is It is the maximum length of the magnetic particles in the contour shape.
前記隙間は、前記部分磁性体層における前記導体の長手方向に沿った長さに対して0%超10%以下である請求項5に記載のコイル用線材。 The magnetic layer includes a plurality of partial magnetic layers formed intermittently with gaps in the longitudinal direction of the conductor,
The wire for a coil according to claim 5, wherein the gap is more than 0% and not more than 10% with respect to the length of the partial magnetic layer in the longitudinal direction of the conductor.
前記平角導体の長手方向に沿って配置されて前記平角導体を構成する四面の対向する面の組をそれぞれ第一対面及び第二対面とするとき、
前記第一対面を構成する双方の面は、前記第二対面を構成する一方の面との稜線から他方の面との稜線に亘って前記磁性体層が被覆される被覆面を備え、
前記第二対面を構成する少なくとも一面は、全面に亘って前記平角導体が露出される露出面で構成され、
前記被覆面に被覆される前記磁性体層の前記露出面側の端面は、前記露出面と面一である請求項5又は請求項6に記載のコイル用線材。 The conductor is a flat conductor,
When a set of four opposing surfaces arranged along the longitudinal direction of the flat conductor to constitute the flat conductor is a first pair and a second, respectively,
Both surfaces constituting the first pair of surfaces include a covering surface on which the magnetic layer is coated from a ridge line with one surface constituting the second facing surface to a ridge line with the other surface,
At least one surface constituting the second facing surface is composed of an exposed surface where the flat conductor is exposed over the entire surface,
7. The coil wire according to claim 5, wherein an end surface of the magnetic layer covered by the covering surface on the exposed surface side is flush with the exposed surface.
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JP2020178034A (en) * | 2019-04-18 | 2020-10-29 | 国立大学法人信州大学 | Non-contact power supply transmission coil unit, manufacturing method thereof, and non-contact power supply device |
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