電線及線圈的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種電線，能夠屏蔽試圖侵入到內(nèi)部的外部磁場，并且能夠減少由未被完全屏蔽而侵入到內(nèi)部的外部磁場引起的渦流，能夠抑制由鄰近效應(yīng)引起的損失。具有：中心導(dǎo)體（1），由Al或Al合金構(gòu)成；被覆層（2），由被覆中心導(dǎo)體（1）的銅構(gòu)成；以及強(qiáng)磁性體層（3），被覆被覆層（2），屏蔽外部磁場，強(qiáng)磁性體層（3）的厚度為0.04μm～14μm，中心導(dǎo)體（1）和被覆層（2）的合計(jì)直徑為0.05mm～0.4mm，中心導(dǎo)體（1）的截面積為中心導(dǎo)體（1）和被覆層（2）的合計(jì)截面積的85%～95%。
【專利說明】電線及線圈【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電線及線圈，特別是涉及在各種高頻設(shè)備的繞線、利茲線以及線纜等中利用的電線及線圈。
【背景技術(shù)】
[0002]在接通高頻電流的設(shè)備(變壓器、電機(jī)、電抗器、感應(yīng)加熱裝置以及磁頭裝置等)的繞線和供電線纜中，通過由該高頻電流產(chǎn)生的磁場而在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生渦流損耗，其結(jié)果由于交流電阻增大(趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)增大)而引起發(fā)熱和消耗功率增大。作為抑制趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)增大的對策，一般通過線的細(xì)徑化和采用絕緣被覆各裸線的利茲線來實(shí)現(xiàn)(例如，參照專利文獻(xiàn)I~5。)。
[0003]但是，在專利文獻(xiàn)I~5等現(xiàn)有技術(shù)方案中存在如下公知的問題:由于在用于連接的焊接處理中很難進(jìn)行絕緣皮膜的去除作業(yè)且裸線根數(shù)增加，因此在細(xì)徑化中存在限度；以及在鄰近效應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于趨膚效應(yīng)的線徑中未找到有效的抑制對策，在通過細(xì)徑化對策得到的特性上存在限界。另外，雖然在專利文獻(xiàn)I~5中示出了對策例，但都是想法性的東西缺乏具體性，談不上是有效的對策。
[0004]另外，在專利文獻(xiàn)6中，雖然記載有用銅層被覆鋁(Al)導(dǎo)體的外周，而且在其上面形成了鎳層的構(gòu)造，但是僅僅是為了容易進(jìn)行焊接而形成鎳層，不是以交流電阻的減少為目的。
[0005]另外，雖然在專利文獻(xiàn)7、非專利文獻(xiàn)I以及2中，記載有為了減少交流電阻而在銅(Cu)線的外周實(shí)施軟磁材料層(磁性薄膜)的電鍍的內(nèi)容，但是軟磁材料層(磁性薄膜)不能完全屏蔽試圖侵入到內(nèi)部的外部磁場，由于沒有被完全屏蔽的外部磁場產(chǎn)生渦流損耗，因此由鄰近效應(yīng)引起的損失變大。
`[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開2009-129550號(hào)公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)2:日本特開昭62-76216號(hào)公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)3:日本特開2005-108654號(hào)公報(bào)
[0011]專利文獻(xiàn)4:國際公開2006/046358號(hào)
[0012]專利文獻(xiàn)5:日本特開2002-150633號(hào)公報(bào)
[0013]專利文獻(xiàn)6:日本實(shí)開昭50-66171號(hào)公報(bào)
[0014]專利文獻(xiàn)7:日本特開2010-157363號(hào)公報(bào)
[0015]非專利文獻(xiàn)
[0016]非專利文獻(xiàn)1:水野勉，其他7名，“磁性* ^務(wù)線&用P t導(dǎo)線內(nèi)(二生f石渦電流損G低減(減少在使用了磁性電鍍線的導(dǎo)線內(nèi)產(chǎn)生的渦流損耗)”，電気學(xué)會(huì)論文誌(電氣工程師學(xué)會(huì)雜志)A，2007年，第127卷，第10號(hào)，ρ.611-620
[0017]非專利文獻(xiàn)2:水野勉(Tsutomu Mizuno),其他7名，“磁性A °務(wù)線奩用^ tz導(dǎo)線內(nèi)(二生十3渦電流損O低減(減少在使用了磁性電鍍線的導(dǎo)線內(nèi)產(chǎn)生的渦流損耗)(Reduction of eddy current loss in magnetoplated wire)，，，吁.彳〉夕一 t 'y 3 t;l..y' ^ 一于斤.？才一.a.y \￡ 3- 一亍 一 V a 'y.r 'y Y.r ^ 夕叉?彳父?工
外'J力卟.7* >卜''.工外口二 7夕?工> y' 二 7* IJ >夕'' (電氣與電子工程計(jì)算與數(shù)學(xué)國際期刊)(THE INTERNATIONAL JOURNAL FOR COMPUTATION AND MATHEMATICS INELECTRICAL AND ELECTRONIC ENGINEERING), 2009 年，第 28 卷，第 I 號(hào)，p.57-66

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]鑒于上述問題點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于，提供如下的電線和線圈:屏蔽試圖侵入到內(nèi)部的外部磁場，并且能夠減少由沒有被完全屏蔽而侵入到內(nèi)部的外部磁場引起的渦流，能夠抑制由鄰近效應(yīng)引起的損失。
[0019]用于解決課題的技術(shù)方案
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一方式，提供一種電線，具有:中心導(dǎo)體，由鋁或鋁合金構(gòu)成；被覆層，由被覆中心導(dǎo)體的銅構(gòu)成；以及強(qiáng)磁性體層，被覆被覆層，屏蔽外部磁場，強(qiáng)磁性體層的厚度為0.04 μ m~14 μ m,中心導(dǎo)體和被覆層的合計(jì)直徑為0.05mm~0.4mm,中心導(dǎo)體的截面積為中心導(dǎo)體和被覆層的合計(jì)截面積的85%~95%。
[0021]在本發(fā)明的一方式中，強(qiáng)磁性體層的相對磁導(dǎo)率也可以為5~10000。
[0022]在本發(fā)明的一方式中，也可以是，電線還具有金屬間化合物層，形成于中心導(dǎo)體與被覆層之間，體積電阻 率比被覆層大，被覆層在長度方向上具有纖維狀組織，被覆層的截面積相對于中心導(dǎo)體、金屬間化合物層以及被覆層的全體總截面積為15%以下。
[0023]在本發(fā)明的一方式中，也可以是，電線還具有金屬間化合物層，形成于中心導(dǎo)體與被覆層之間，體積電阻率比被覆層大，金屬間化合物層是通過使用減面率分別為20%以上的多級的模具對被覆有被覆層的中心導(dǎo)體進(jìn)行拉絲而形成的。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的另一方式，提供一種線圈，該線圈是對電線進(jìn)行絕緣被覆而使用的，該電線具有:中心導(dǎo)體，由鋁或鋁合金構(gòu)成；被覆層，由被覆中心導(dǎo)體的銅構(gòu)成；以及強(qiáng)磁性體層，被覆被覆層，屏蔽外部磁場，強(qiáng)磁性體層的厚度為0.04 μ m~14 μ m，中心導(dǎo)體和被覆層的合計(jì)直徑為0.05mm~0.4mm,中心導(dǎo)體的截面積為中心導(dǎo)體和被覆層的合計(jì)截面積的 85% ~95%。
[0025]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供如下的電線及線圈:屏蔽試圖侵入到內(nèi)部的外部磁場，并且能夠減少由沒有被完全屏蔽而侵入到內(nèi)部的外部磁場引起的渦流，能夠抑制由鄰近效應(yīng)引起的損失。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是示出本發(fā)明的第I實(shí)施方式的電線的一例的剖視圖。
[0027]圖2是用于說明本發(fā)明的第I實(shí)施方式的趨膚效應(yīng)的示意圖。
[0028]圖3是用于說明本發(fā)明的第I實(shí)施方式的鄰近效應(yīng)的示意圖。
[0029]圖4是三層構(gòu)造的導(dǎo)線的剖視圖。
[0030]圖5是示出電流流過的導(dǎo)線表面的電磁場的概要圖。
[0031]圖6是施加了外部磁場時(shí)的三層構(gòu)造的導(dǎo)線的剖視圖。[0032]圖7是出施加了外部磁場時(shí)的導(dǎo)線表面的電磁場的概要圖。
[0033]圖8 (a)是表示直徑0.05mm的導(dǎo)線中的強(qiáng)磁性體層的厚度的影響(由鄰近效應(yīng)引起的損失的理論值)的圖表。圖8 (b)是表示直徑0.05mm的導(dǎo)線中的強(qiáng)磁性體層的厚度的影響(由趨膚效應(yīng)引起的交流電阻的理論值)的圖表。
[0034]圖9 (a)是表示直徑0.05mm的導(dǎo)線中的強(qiáng)磁性體層的磁導(dǎo)率的影響(由鄰近效應(yīng)引起的損失的理論值)的圖表。圖9 (b)是表示直徑0.05mm的導(dǎo)線中的強(qiáng)磁性體層的磁導(dǎo)率的影響(由趨膚效應(yīng)引起的交流電阻的理論值)的圖表。
[0035]圖10 Ca)是表示直徑0.05mm的導(dǎo)線中的強(qiáng)磁性體層的厚度的影響(由鄰近效應(yīng)引起的損失的理論值)的圖表。圖10 (b)是表示直徑0.05mm的導(dǎo)線中的由鄰近效應(yīng)引起的損失成為最小的強(qiáng)磁性體層的厚度的表格。
[0036]圖11是表示不同結(jié)構(gòu)的直徑0.05mm的導(dǎo)線中的由鄰近效應(yīng)引起的損失成為最小的強(qiáng)磁性體層的厚度的表格。
[0037]圖12 (a)?圖12 (d)是表示不同結(jié)構(gòu)的直徑0.05mm的導(dǎo)線中的由鄰近效應(yīng)引起的損失成為最小的強(qiáng)磁性體層的厚度的表格(其一)。
[0038]圖13 (a)?圖13 (d)是表示不同結(jié)構(gòu)的直徑0.05mm的導(dǎo)線中的由鄰近效應(yīng)引起的損失成為最小的強(qiáng)磁性體層的厚度的表格(其二 )。
[0039]圖14 (a)是表示不同結(jié)構(gòu)的直徑0.05mm的導(dǎo)線中的頻率與由鄰近效應(yīng)引起的損失(理論值)之間的關(guān)系的圖表。圖14 (b)的是表示不同結(jié)構(gòu)的直徑0.05mm的導(dǎo)線中的頻率與由趨膚效應(yīng)引起的交流電阻(理論值)之間的關(guān)系的圖表。
[0040]圖15 (a)是表示不同結(jié)構(gòu)的直徑0.05mm的導(dǎo)線中的頻率與由鄰近效應(yīng)引起的損失(理論值)之間的關(guān)系的圖表。圖15 (b)是表示不同結(jié)構(gòu)的直徑0.05mm的導(dǎo)線中的頻率與由趨膚效應(yīng)引起的交流電阻(理論值)之間的關(guān)系的圖表。
[0041]圖16 (a)是表示使用了不同結(jié)構(gòu)的直徑0.05mm的導(dǎo)線的線圈中的頻率與交流電阻(理論值)之間的關(guān)系的圖表。圖16 (b)是表示使用了不同結(jié)構(gòu)的直徑0.05mm的導(dǎo)線的線圈中的特定頻率下的交流電阻(理論值)的表格。
[0042]圖17 (a)是表示使用了不同結(jié)構(gòu)的直徑0.05mm的導(dǎo)線的線圈中的頻率與交流電阻(理論值)之間的關(guān)系的圖表。圖17 (b)是表示使用了不同結(jié)構(gòu)的直徑0.05mm的導(dǎo)線的線圈中的特定頻率下的交流電阻(理論值)的表格。
[0043]圖18(a)是使用了不同結(jié)構(gòu)的直徑0.05mm的導(dǎo)線的線圈中的頻率與交流電阻(理論值)之間的關(guān)系的圖表。圖18 (b)是表示使用了不同結(jié)構(gòu)的直徑0.05mm的導(dǎo)線的線圈中的特定頻率下的交流電阻(理論值)的表格。
[0044]圖19 (a)是表示使用了不同結(jié)構(gòu)的直徑0.05mm的導(dǎo)線的線圈中的頻率與交流電阻(理論值)之間的關(guān)系的圖表。圖19 (b)是表示使用了不同結(jié)構(gòu)的直徑0.05mm的導(dǎo)線的線圈中的特定頻率下的交流電阻的表格。
[0045]圖20 (a)是表示直徑0.2mm的導(dǎo)線中的強(qiáng)磁性體層的厚度的影響(由鄰近效應(yīng)引起的損失的理論值)的圖表。圖20 (b)是表示直徑0.2mm的導(dǎo)線中的強(qiáng)磁性體層的厚度的影響(由趨膚效應(yīng)引起的交流電阻的理論值)的圖表。
[0046]圖21 (a)是表示直徑0.2mm的導(dǎo)線中的強(qiáng)磁性體層的磁導(dǎo)率的影響(由鄰近效應(yīng)引起的損失的理論值)的圖表。圖21 (b)是表示直徑0.2mm的導(dǎo)線中的強(qiáng)磁性體層的磁導(dǎo)率的影響(由趨膚效應(yīng)引起的交流電阻的理論值)的圖表。
[0047]圖22 (a)是表示直徑0.2mm的導(dǎo)線中的強(qiáng)磁性體層的厚度的影響(由鄰近效應(yīng)引起的損失的理論值)的圖表。圖22 (b)是直徑0.2mm的導(dǎo)線中的由鄰近效應(yīng)引起的損失成為最小的強(qiáng)磁性體層的厚度的表格。
[0048]圖23 (a)?圖23 (d)是表示不同結(jié)構(gòu)的直徑0.2mm的導(dǎo)線中的由鄰近效應(yīng)引起的損失成為最小的強(qiáng)磁性體層的厚度的表格(其一)。
[0049]圖24 (a)?圖24 (d)是表示不同結(jié)構(gòu)的直徑0.2mm的導(dǎo)線中的由鄰近效應(yīng)引起的損失成為最小的強(qiáng)磁性體層的厚度的表格(其二 )。
[0050]圖25 Ca)是表示不同結(jié)構(gòu)的直徑0.2mm的導(dǎo)線中的頻率與由鄰近效應(yīng)引起的損失(理論值)之間的關(guān)系的圖表。圖25 (b)是表示不同結(jié)構(gòu)的直徑0.2mm的導(dǎo)線中的頻率與由趨膚效應(yīng)引起的交流電阻(理論值)之間的關(guān)系的圖表。
[0051]圖26 Ca)是表示不同結(jié)構(gòu)的直徑0.2mm的導(dǎo)線中的頻率與由鄰近效應(yīng)引起的損失(理論值)之間的關(guān)系的圖表。圖26 (b)是表示不同結(jié)構(gòu)的直徑0.2mm的導(dǎo)線中的頻率與由趨膚效應(yīng)引起的交流電阻(理論值)之間的關(guān)系的圖表。
[0052]圖27 (a)是表示使用了不同結(jié)構(gòu)的直徑0.2mm的導(dǎo)線的線圈中的頻率與交流電阻(理論值)之間的關(guān)系的圖表。圖27 (b)是表示使用了不同結(jié)構(gòu)的直徑0.2_的導(dǎo)線的線圈中的特定頻率下的交流電阻(理論值)的表格。
[0053]圖28 (a)是表示使用了不同結(jié)構(gòu)的直徑0.2mm的導(dǎo)線的線圈中的頻率與交流電阻(理論值)之間的關(guān)系的圖表。圖28 (b)是表示使用了不同結(jié)構(gòu)的直徑0.2mm的導(dǎo)線的線圈中的特定頻率下的交流電阻(理論值)的表格。
[0054]圖29 Ca)是表示使用了不同的結(jié)構(gòu)的直徑0.2mm的導(dǎo)線的線圈中的頻率與交流電阻(理論值)之間的關(guān)系的圖表。圖29 (b)是表示使用了不同結(jié)構(gòu)的徑0.2mm的導(dǎo)線的線圈中的特定頻率下的交流電阻(理論值)的表格。
[0055]圖30 (a)是使用了不同結(jié)構(gòu)的直徑0.2mm的導(dǎo)線的線圈中的頻率與交流電阻(理論值)之間的關(guān)系的圖表。圖30 (b)是使用了不同結(jié)構(gòu)的直徑0.2mm的導(dǎo)線的線圈中的特定頻率下的交流電阻(理論值)的表格。
[0056]圖31 (a)是表示直徑0.4mm的導(dǎo)線中的強(qiáng)磁性體層的厚度的影響(由鄰近效應(yīng)引起的損失的理論值)的圖表。圖31 (b)是表示直徑0.4mm的導(dǎo)線中的強(qiáng)磁性體層的厚度的影響(由趨膚效應(yīng)引起的交流電阻的理論值)的圖表。
[0057]圖32 (a)是表示直徑0.4mm的導(dǎo)線中的強(qiáng)磁性體層的磁導(dǎo)率的影響(由鄰近效應(yīng)引起的損失的理論值)的圖表。圖32 (b)是表示與直徑0.4mm的導(dǎo)線中的強(qiáng)磁性體層的磁導(dǎo)率的影響(由趨膚效應(yīng)引起的交流電阻的理論值)之間的關(guān)系的圖表。
[0058]圖33 (a)是表示直徑0.4mm的導(dǎo)線中的強(qiáng)磁性體層的厚度的影響(由鄰近效應(yīng)引起的損失的理論值)的圖表。圖33 (b)是表示直徑0.4mm的導(dǎo)線中的由鄰近效應(yīng)引起的損失成為最小的強(qiáng)磁性體層的厚度的表格。
[0059]圖34 (a)?圖34 (d)是表示不同結(jié)構(gòu)的直徑0.4mm的導(dǎo)線中的由鄰近效應(yīng)引起的損失成為最小的強(qiáng)磁性體層的厚度的表格(其一)。
[0060]圖35 (a)?圖35 (d)是表示不同結(jié)構(gòu)的直徑0.4mm的導(dǎo)線中的由鄰近效應(yīng)引起的損失成為最小的強(qiáng)磁性體層的厚度的表格(其二 )。[0061]圖36 (a)是表示不同結(jié)構(gòu)的直徑0.4mm的導(dǎo)線中的頻率與由鄰近效應(yīng)引起的損失(理論值)之間的關(guān)系的圖表。圖36 (b)是表示不同結(jié)構(gòu)的直徑0.4mm的導(dǎo)線中的頻率與由趨膚效應(yīng)引起的交流電阻(理論值)之間的關(guān)系的圖表。
[0062]圖37 Ca)是表示不同結(jié)構(gòu)的直徑0.4mm的導(dǎo)線中的頻率與由鄰近效應(yīng)引起的損失(理論值)之間的關(guān)系的圖表。圖37 (b)是表示不同結(jié)構(gòu)的直徑0.4mm的導(dǎo)線中的頻率與由趨膚效應(yīng)引起的交流電阻(理論值)之間的關(guān)系的圖表。
[0063]圖38 (a)是表示使用了不同結(jié)構(gòu)的直徑0.4mm的導(dǎo)線的線圈中的頻率與交流電阻(理論值)之間的關(guān)系的圖表。圖38 (b)是表示使用了不同結(jié)構(gòu)的直徑0.4mm的導(dǎo)線的線圈中的特定頻率下的交流電阻(理論值)的表格。
[0064]圖39 (a)是使用了不同結(jié)構(gòu)的直徑0.4mm的導(dǎo)線的線圈中的頻率與交流電阻(理論值)之間的關(guān)系的圖表。圖39 (b)是表示使用了不同結(jié)構(gòu)的直徑0.4mm的導(dǎo)線的線圈中的特定頻率下的交流電阻(理論值)的表格。
[0065]圖40 (a)是表示使用了不同結(jié)構(gòu)的直徑0.4mm的導(dǎo)線的線圈中的頻率與交流電阻(理論值)之間的關(guān)系的圖表。圖40 (b)是表示使用了不同結(jié)構(gòu)的直徑0.4mm的導(dǎo)線的線圈中的特定頻率下的交流電阻(理論值)的表格。
[0066]圖41 (a)是表示使用了不同結(jié)構(gòu)的直徑0.4mm的導(dǎo)線的線圈中的頻率與交流電阻(理論值)之間的關(guān)系的圖表。圖41 (b)是使用了不同結(jié)構(gòu)的直徑0.4mm的導(dǎo)線的線圈中的特定頻率下的交流電阻(理論值)的表格。
[0067]圖42 Ca)是表示直徑0.05mm的95%FCA線中的由鄰近效應(yīng)引起的損失成為最小的強(qiáng)磁性體層的厚度的表格。圖42 (b)是直徑0.2mm的95%FCA線中的由鄰近效應(yīng)引起的損失成為最小的強(qiáng)磁性體層的厚度的表格。圖42 (c)是直徑0.4mm的95%FCA線中的由鄰近效應(yīng)引起的損失成為最小的強(qiáng)磁性體層的厚度的表格。
[0068]圖43 Ca)是直徑0.05mm的90%FCA線中的由鄰近效應(yīng)引起的損失成為最小的強(qiáng)磁性體層的厚度的表格。圖43 (b)是直徑0.2mm的90%FCA線中的由鄰近效應(yīng)引起的損失成為最小的強(qiáng)磁性體層的厚度的表格。圖的43 (c)是表示直徑0.4mm的90%FCA線中的由鄰近效應(yīng)引起的損失成為最小的強(qiáng)磁性體層的厚度的表格。
[0069]圖44 Ca)是直徑0.05mm的85%FCA線中的由鄰近效應(yīng)引起的損失成為最小的強(qiáng)磁性體層的厚度的表格。圖44 (b)是表示直徑0.2mm的85%FCA線中的由鄰近效應(yīng)引起的損失成為最小的強(qiáng)磁性體層的厚度的表格。圖44 (c)是表示直徑0.4mm的85%FCA線中的由鄰近效應(yīng)引起的損失成為最小的強(qiáng)磁性體層的厚度的表格。
[0070]圖45(a)是示出本發(fā)明的第I實(shí)施方式的第I實(shí)施例的繞線的俯視圖。圖45(b)是示出本發(fā)明的第I實(shí)施方式的第I實(shí)施例的繞線的側(cè)視圖。
[0071]圖46是表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式的第I實(shí)施例的頻率與交流電阻(Cu、CA為實(shí)測值，F(xiàn)CA為理論值)之間的關(guān)系的圖表。
[0072]圖47是表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式的第2實(shí)施例的繞線的條件的表格。
[0073]圖48是表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式的第2實(shí)施例的頻率與交流電阻(Cu、CA為實(shí)測值，F(xiàn)CA為理論值)之間的關(guān)系的圖表。
[0074]圖49是本發(fā)明的第I實(shí)施方式的第3實(shí)施例的頻率與由鄰近效應(yīng)引起的損失(理論值)之間的關(guān)系的圖表。[0075]圖50是示出本發(fā)明的第2實(shí)施方式的電線的一例的剖視圖。
[0076]圖51是示出本發(fā)明的第2實(shí)施方式的趨膚效應(yīng)深度與頻率的關(guān)系(單根電線的單線模型下的理論值)的圖表。
[0077]圖52是示出對于本發(fā)明的第2實(shí)施方式的Cu線和Al線的趨膚效應(yīng)與頻率的關(guān)系(單根電線的單線模型下的理論值)的圖表。
[0078]圖53是示出對于本發(fā)明的第2實(shí)施方式的Cu線和Al線的鄰近效應(yīng)與頻率的關(guān)系(單根電線的單線模型下的理論值)的圖表。
[0079]圖54是將本發(fā)明的第2實(shí)施方式的集合導(dǎo)體卷繞在鐵芯上的變壓器模型中的由磁心的電流弓I起的磁通量和漏磁通的示意圖。
[0080]圖55是示出本發(fā)明的第2實(shí)施方式的高頻變壓器的特性(理論值)的圖表。
[0081]圖56是本發(fā)明的第2實(shí)施方式的潤流的段模型(segment model)及其等效電路。
[0082]圖57是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的電線和比較例的電線的構(gòu)造及特性(實(shí)測值)的表格。
[0083]圖58 Ca)是表示通過SCR方式制造的韌銅(TPC)的加工組織的截面的光學(xué)顯微鏡的照片。圖58 (b)是表示通過浸潰成型方式制造的Cu線的加工組織的截面的光學(xué)顯微鏡的照片。
[0084]圖59 Ca)是表示通過SCR方式制造的韌銅(TPC)的再結(jié)晶組織的截面的光學(xué)顯微鏡的照片。圖59 (b)是表示通過浸潰成型方式制造的Cu線的再結(jié)晶組織的截面的光學(xué)顯微鏡的照片。
[0085]圖60是示出本發(fā)明的第2實(shí)施方式的拉絲模具的一例的示意圖。
[0086]圖61是示出本發(fā)明的第2實(shí)施方式的拉絲時(shí)的剪切應(yīng)力的區(qū)分的示意圖。
[0087]圖62 (a)?圖62 (C)是示出本發(fā)明的第2實(shí)施方式的拉絲時(shí)應(yīng)力分布分析結(jié)果的示意圖。
[0088]圖63是示出本發(fā)明的第2實(shí)施方式的實(shí)施例的被覆層與中心導(dǎo)體之間的界面的透射式電子顯微鏡觀察結(jié)果的照片。
[0089]圖64 (a)?圖64 (d)是示出本發(fā)明的第2實(shí)施方式的實(shí)施例的能量分散型X射線能譜分析(EDS)結(jié)果的圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0090]接著，參照附圖，對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。在以下的附圖記載中，對相同或類似的部分附上相同或類似的標(biāo)號(hào)。但是，附圖為示意性的，應(yīng)留意厚度與平面尺寸之間的關(guān)系、各層的厚度之比等與現(xiàn)實(shí)不同。因此，應(yīng)參考以下的說明來判斷具體的厚度和尺寸?；蛘?，當(dāng)然在附圖彼此之間也包含彼此的尺寸關(guān)系和比率不同的部分。
[0091]另外，以下所示的實(shí)施方式，例示了用于具體化本發(fā)明的技術(shù)思想的裝置和方法，本發(fā)明的技術(shù)思想并非將構(gòu)成部件的材質(zhì)、形狀、構(gòu)造、配置等特定于下述的記載。關(guān)于本發(fā)明的技術(shù)思想，能夠在權(quán)利要求的范圍施加各種變更。
[0092](第I實(shí)施方式)
[0093]如圖1所示，本發(fā)明的第I實(shí)施方式的電線具有:由鋁(Al)或Al合金構(gòu)成的中心導(dǎo)體I ;由被覆中心導(dǎo)體I的銅(Cu)構(gòu)成的被覆層2 ;以及被覆被覆層2，屏蔽外部磁場的強(qiáng)磁性體層(磁性電鍍層)3，并且該電線是進(jìn)行了強(qiáng)磁性電鍍的銅被覆Al線(以下，稱為“FCA”。)。
[0094]被覆層2的截面積相對于將中心導(dǎo)體I和被覆層2加起來的截面積為15%以下，優(yōu)選為3%~15%左右，更優(yōu)選為3%~10%左右，進(jìn)一步優(yōu)選為3%~5%左右。被覆層2的截面積的比越小，越能夠減少交流電阻。電線整體的直徑優(yōu)選為0.05mm~0.6mm左右，更優(yōu)選為0.05mm~0.4mm左右。
[0095]作為中心導(dǎo)體I，雖然能夠使用例如電鋁(EC鋁)或Al-Mg-Si系合金(JIS6000系列)的鋁合金，但是由于鋁合金的體積電阻率比EC鋁的體積電阻率大，因此鋁合金更優(yōu)選。
[0096]作為強(qiáng)磁性體層3的材料，能夠使用鎳(Ni)、N1-Fe系合金、鐵系合金(電磁軟鐵、硅鋼等)、坡莫系合金(78坡莫、高導(dǎo)磁合金(Mumetal)等)、鐵氧體化合物(Mn-Zn系鐵氧體等)、或非晶硅等強(qiáng)磁性體。作為強(qiáng)磁性體層3的材料，優(yōu)選適合電鍍的材料。強(qiáng)磁性體層3具有例如100~1000左右的相對磁導(dǎo)率。強(qiáng)磁性體層3的相對磁導(dǎo)率可以是1000~10000左右，或者也可以是5~10000左右，也可以是10000以上。強(qiáng)磁性體層3的厚度(a_b)可以是0.5μπι~10 μ m左右，也可以是0.04μπι~14μπι左右，也可以是0.01ym~15 μ m左右。
[0097]如圖2所示，在電線(導(dǎo)體)中，由于內(nèi)部磁通量而在導(dǎo)體內(nèi)流過渦流，作為趨膚效應(yīng)而使交流電阻增大。另外，如圖3所示，在導(dǎo)體中，通過外部磁通量在導(dǎo)體內(nèi)流過渦流，作為鄰近效應(yīng)而使交流電阻增大。
[0098]交流電阻Ra。是設(shè)直流電阻分量為Rd。、由趨膚效應(yīng)引起的交流電阻為Rs、由鄰近效應(yīng)引起的交流電阻(鄰近效應(yīng)分量)為Rp而由下式(I)表示的。
[0099]Rac= (l+ks)Rdc+Rp
[0100]=RS+Rp...(I)
[0101]此處，ks表示趨膚效應(yīng)系數(shù)。
[0102]首先，對本發(fā)明的第I實(shí)施方式中的由趨膚效應(yīng)引起的交流電阻Rs的計(jì)算方法的一例進(jìn)行說明。如圖5所示，考慮在z方向上均勻分布的三層構(gòu)造的圓筒狀導(dǎo)線。假設(shè)導(dǎo)線的內(nèi)層、中間層、外層的導(dǎo)電率分別為OpOy O3、相對磁導(dǎo)率為μι、μ2、μ 3，設(shè)在導(dǎo)線的ζ方向上流過電流。
[0103]在以下的公式化中，對于各電磁場使用復(fù)數(shù)表示，設(shè)時(shí)間因子為其中，ω表示角頻率。
[0104]通過電流，生成電場的ζ方向分量Ez，該分量滿足以下的波動(dòng)方程式(2)。
[0105][數(shù)學(xué)式I]
【權(quán)利要求】
1.一種電線，其特征在于，具有: 中心導(dǎo)體，由鋁或鋁合金構(gòu)成； 被覆層，由被覆所述中心導(dǎo)體的銅構(gòu)成；以及 強(qiáng)磁性體層，被覆所述被覆層，屏蔽外部磁場， 所述強(qiáng)磁性體層的厚度為0.04 μ m?14 μ m，所述中心導(dǎo)體和所述被覆層的合計(jì)直徑為0.05mm?0.4mm,所述中心導(dǎo)體的截面積為所述中心導(dǎo)體和所述被覆層的合計(jì)截面積的85% ?95%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電線，其特征在于， 所述強(qiáng)磁性體層的相對磁導(dǎo)率為5?10000。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電線，其特征在于， 所述電線還具有金屬間化合物層，形成于所述中心導(dǎo)體與所述被覆層之間，所述金屬間化合物層的體積電阻率比所述被覆層的體積電阻率大， 所述被覆層在長度方向上具有纖維狀組織。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電線，其特征在于， 所述電線還具有金屬間化合物層，形成于所述中心導(dǎo)體與所述被覆層之間，所述金屬間化合物層的體積電阻率比所述被覆層的體積電阻率大， 所述金屬間化合物層是通過使用減面率分別為20%以上的多級的模具對被覆有所述被覆層的所述中心導(dǎo)體進(jìn)行拉絲而形成的。
5.一種線圈，該線圈是對電線進(jìn)行絕緣被覆而使用的，其特征在于，所述電線具有: 中心導(dǎo)體，由鋁或鋁合金構(gòu)成； 被覆層，由被覆所述中心導(dǎo)體的銅構(gòu)成；以及 強(qiáng)磁性體層，被覆所述被覆層，屏蔽外部磁場， 所述強(qiáng)磁性體層的厚度為0.04μπι?14μπι，所述中心導(dǎo)體和所述被覆層的合計(jì)直徑為0.05mm?0.4mm,所述中心導(dǎo)體的截面積為所述中心導(dǎo)體和所述被覆層的合計(jì)截面積的85% ?95%。
【文檔編號(hào)】H01B5/02GK103827982SQ201280046182
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年9月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月22日
【發(fā)明者】上瀧千尋, 官寧, 新元孝, 堀泰伸 申請人:株式會(huì)社藤倉