[發明專利]電線

有效

• 申請號: 201210237919.3
• 申請日: 2012-07-09
• 公開（公告）號: CN103545035B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 杉江欣也;平池弘司
• 申請（專利權）人: 株式會社KANZACC
• 主分類號: H01B7/30
• 分類號: H01B7/30;H01B7/02;H01B9/00;H01B9/02;H01B13/00
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙)11277
• 代理人: 劉新宇,張會華

技術領域

本發明涉及一種適合電機（電動機）線圈、發電機線圈、或者輸電線的電線。

背景技術

電機的定子通過在定子芯的周圍卷繞線圈繞線而成。通過向該線圈繞線中流入規定頻率的電流來驅動電機。高頻電流在線圈繞線中流動時，電流密度在線圈繞線的表面升高，而在線圈繞線的內部降低。將該現象稱為趨膚效應。頻率越高電流越向表面集中，結果，電線的電阻值增加。

圖6是普通的電機100的剖視圖（專利文獻1；日本特開2010－28958）。電機100包括定子101（定子）和轉子102（轉子）。定子線圈104卷繞在定子芯103的周圍。轉子102以旋轉軸105為中心地旋轉。

圖6的左下部是定子線圈104的放大剖視圖。定子線圈104通過將截面為圓形的線圈繞線106卷繞多層而成。線圈繞線106即使卷繞成幾何學上的完全的密集六方體陣列，也會在線圈繞線106之間產生截面面積的約10％的間隙。由于實際上不能纏繞成完全的密集六方體陣列，因此會產生更大的間隙。在申請人的實驗中，即便非常注意地卷繞線圈繞線106，也產生了截面面積的約30％的間隙。因此，在卷繞了截面為圓形的線圈繞線106時，難以提高定子線圈104的電流密度。

圖7表示以往其他的電機的定子線圈110的剖視圖（專利文獻2；日本特開2009－225507）。定子線圈110卷繞在定子芯111的周圍。由于該定子線圈110的線圈繞線112的截面為長方形，因此，能夠幾乎無間隙地卷繞在定子芯111的周圍。因此，與截面為圓形的線圈繞線106（圖6）相比，能夠提高定子線圈110的電流密度。

在流入到電機中的電流頻率升高時，會在線圈繞線中產生趨膚效應。圖8是表示由趨膚效應導致電流密度降低的曲線圖。圖8的橫軸為電流頻率（frequency），其左縱軸為趨膚深度（skin?depth），其右縱軸為相對電流密度（relative?current?density）。圖8的右縱軸的相對電流密度是將直流的情況作為100％而進行表示的。圖8是以截面為3.2mm×1.7mm的長方形的銅制線圈繞線為模型得出的計算值。

從圖8可知，在截面為3.2mm×1.7mm的長方形的銅制線圈繞線的情況下，在電流的頻率大于約4kHz時，相對電流密度開始降低。在電流的頻率為約30kHz時相對電流密度降低到50％，在電流的頻率為約200kHz時相對電流密度降低到20％。因此，在以高頻電流驅動電機時，由線圈繞線的趨膚效應導致電流密度降低會成為問題。

通過增加線圈繞線的表面積（即，將線圈繞線減細，增多根數），能夠減輕線圈繞線的趨膚效應的影響。為了無間隙地卷繞線圈繞線，期望線圈繞線的截面為矩形。但是，將截面為矩形的較細的線圈繞線無間隙地卷繞在生產技術上是困難的。截面為圓形的線圈繞線即使細也能夠容易地密集地卷繞。但是，由于線圈繞線之間的間隙是不可避免的，因此難以提高電流密度。

專利文獻1：日本特開2010－28958號公報

專利文獻2：日本特開2009－225507號公報

截面為圓形的線圈繞線即使細也能夠密集地纏繞。但是，由于線圈繞線之間的間隙是不可避免的，因此難以提高電流密度。截面為矩形的較細的線圈繞線只要能夠無間隙地卷繞，就能夠提高電流密度。但是，實際上難以無間隙地卷繞。因此，以往提高電流密度和減輕趨膚效應未能同時成立。

發明內容

本發明的目的在于實現一種能夠減少趨膚效應的影響、能夠提高電流密度，能夠無間隙地卷繞的線圈用電線。本發明的電線并不限定用于線圈，也能夠用于輸電線等。

（1）本發明的電線包括以下構件。（a）導線，其被沿該導線長度方向延伸的第一絕緣膜分割為多個區域。（b）第二絕緣膜，其用于在導線的長度方向上覆蓋該導線的周圍。（c）導管，其隔著第二絕緣膜以無間隙的方式在導線的長度方向上包圍該導線。

（2）本發明的電線中，導線的被分割成的多個區域的短徑小于使用頻率下的趨膚深度的兩倍。導管的壁厚小于使用頻率下的趨膚深度。

（3）本發明的電線在導管的外表面具有絕緣膜。

（4）本發明的電線中，導管的截面外形為圓形、矩形或者正六邊形。

（5）本發明的電線中，導線及導管的材質為銅、銅合金、鋁、鋁合金中的意一種或者它們的組合。