JPH05263376A - リッツ線およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リッツ線の近接効果を少くし，交流抵抗を低
減したリッツ線とその製造方法を得るにある。 【構成】 複数の絶縁細線で構成された複数の束線を撚
って子束線とし，さらに複数の子束線の子束線を撚って
親束線として構成したリッツ線において，両端の端子部
で子束線の中心に位置する子束線の中心束線と親束線の
中心に位置する中心親束線を他の束線から分離絶縁し，
子束線と親束線の中心束線以外の束線を両端の端子部で
電気的に接続したものであり，また前記リッツ線の製造
方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，トランスやチョークの
巻線材，及び機器内の配線材に用いる高周波電線である
リッツ線とその製造方法に関するものである。

【０００２】従来より，トランスやチョークの巻線材に
用いる高周波電線として中心導体が銅，鉄，黄銅等の金
属で，外皮がホルマン，エナメル等の絶縁皮膜で被われ
た単線があり，また同じく単線の欠点である高周波にお
ける線材の表皮効果による交流抵抗を抑制する目的で線
径０.０２〜０.５ｍｍφの上記絶縁単線を複数本撚った
リッツ線がある。

【０００３】これらの単線とリッツ線は図８に示す様な
構造である。１は金属の導体，２は絶縁外皮，３は絶縁
細線，４は絶縁細線を複数本撚った子束線，５は中心子
束線，６は子束線を複数本撚った親束線，７は中心親束
線，８はテフロン等の絶縁繊維である。(B)の単線は直
径０.２ｍｍφ〜３.２ｍｍφで絶縁外皮２の材質がエナ
メルの単一線である。(A)のリッツ線は直径０.０２ｍｍ
φから０.５ｍｍφの絶縁細線３を多数本撚り合わせ子
束線４とし，この子束線４を５〜７束撚って親束線５と
し，更にこの親束線を５〜７本撚って外装をテフロン等
の絶縁繊維８で被覆したものであり，総本数は数百〜数
千本に達する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，これら
の線材を高周波で動作するトランスやチョーク等の巻線
材や高周波電流が流れる配線材として用いると以下の問
題が生じる。上記従来の(B)の単線構造では周波数が増
加すると，線材の表皮効果の影響が大きくなり，交流抵
抗が増大し，トランスやチョークの損失が増加する。ま
た，同じく，(A)のリッツ線構造では線材の表皮効果に
よる交流抵抗の増大は抑制されるが周波数が増加するこ
とにより，中心束線と周りの束線との近接効果の影響で
交流抵抗が大きくなることにより，やはりトランスやチ
ョークの損失の増加を招いていた。

【０００５】

【表３】

【０００６】表３に図８(b)のリッツ線の各親束線の交
流抵抗例を示す。表３(a)は交流抵抗絶対値，表３(b)は
中心に位置する親束線（中心導体）の各周波数の交流抵
抗を１００とした時の他の親束線の相対抵抗値，表３の
(c)は各親束線の１ｋＨｚの交流抵抗を１００とした場
合の相対抵抗値である。表に示すように中心親束線（中
心導体）以外の抵抗値のバラツキは小さいが中心親束線
（中心導体）は低周波において他の親束線よりも線長が
短いため他の親束線よりも抵抗が小さく，高周波におい
ては他の親束線からの近接効果により他の親束線よりも
抵抗が大きい。同様に中心子束線についても同じ問題が
ある。従来，リッツ線は両端末ですべての束線を一括に
絶縁皮膜２や絶縁繊維８をはがし，ハンダ付けや圧着端
子にて短絡して用いていた。そのため，子，親の中心束
線に流れる電流による近接効果で周りの束線の交流抵抗
が増すのでリッツ線の交流抵抗の一層の増加を招いてい
た。また，これらの影響を除くためには中心親束線や中
心子束線を除去すればよいが目視では判別できないこと
が多く，除去することはできなかった。特に大電流を流
す大口径のリッツ線では，特に大きな問題となる。

【０００７】そこで，中心束線による交流抵抗の束線間
のバラツキを防止し，束線による並列化効果を発揮する
ため，従来，図９に示す構造のリッツ線がある。ここで
符号６，８は図８(b)の符号と同一部品であり，９は絶
縁性を有する中芯である。図９に示した構造のリッツ線
では中心親束線部分の交流抵抗の増加は防止できるが，
絶縁性の中芯があるためリッツ線の断面積に占める導体
断面積が図８(b)に比べて小さくなり，トランス，チョ
ーク等が大形化するという問題があった。さらに絶縁性
の中芯の価格が高く，リッツ線価格が上昇したり，絶縁
芯の可とう性が悪く，巻線にしにくいという問題があっ
た。さらに子束線まで絶縁芯に換えると一層の価格上昇
や可とう性の悪化を招き，トランス巻線や配線材として
用いることができないという問題があった。

【０００８】本発明は前記問題点を解決するために，親
束線や子束線の中心束線を用いることをやめることによ
り，周波数増加による交流抵抗の不用意な増加を抑制
し，トランスやチョークの巻線における損失を低減する
とともにリッツ線の価格や可とう性をあまり犠牲にしな
いリッツ線とその製造方法を得るにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は，複数の絶縁細
線で構成された複数の束線を撚って子束線とし，さらに
複数の子束線を撚って親束線として構成したリッツ線に
おいて，両端の端子部で，子束線の中心に位置する子束
線の中心束線と親束線の中心に位置する中心親束線を，
他の束線から電気的に分離絶縁し，子束線と親束線の中
心束線以外の束線を両端の端子部で電気的に接続して構
成し，本発明は従来の複数の親束線から構成するリッツ
線の両端部の絶縁繊維を，更には順に親束線，子束線と
ばらし，目視で区別できる場合は，目視で，親束線の中
心の親束線と中心の子束線を区別し，目視で区別できな
い場合は抵抗を測定して区別し，子束線ごとにまとめ，
中心の親束線と子束線を除いて，他の束線のみを一括し
て絶縁除去を兼ねてハンダ塗布し，中心親束線と中心子
束線以外の子束線を両端子ごとに短絡し，除いた中心親
束線と中心子束線の絶縁皮膜部を残し切断してリッチ線
を製造する。

【００１０】

【作用】本発明は，中心親束線や中心子束線を用いない
ことによって，従来の同線径，同線数（同断面積）の中
心親束線や中心子束線があるリッツ線に比べ，近接効果
の影響を小さく，交流抵抗を減少できるとともにトラン
スやチョークの巻線における損失低減や，巻線の温度上
昇を防止できることからトランスやチョークが小形化で
きる。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の製造方法の説明図である，図
において(A)は本発明の最初のリッツ線の断面図，(B)は
最終工程で製造されたリッツ線の断面図である。符号１
〜８は図８の符号と同一部品である。本発明の製造方法
の手順は以下のようになる。通常のリッツ線の両端にあ
る端子部の絶縁繊維８をほぐし，５〜７本の親束線を個
々にばらす。ばらした親束線を目視により，中心親束線
か他の周りの親束線かを区別する。大口径の場合は，目
視により容易に区別ができる。小口径の場合は，目視に
より区別ができないので次の工程に進む。さらに親束線
をばらし，子束線ごとにまとめる。

【００１２】次に各束線を構成する絶縁細線の絶縁を除
去する工程となる。薬品による，絶縁の除去を用いる場
合にはすべての束線を一括して薬品につけ絶縁皮膜を除
去し次の薬品除去とハンダ塗布工程に進む。ハンダの熱
により絶縁除去とハンダ塗布を同時に行う場合は薬品を
用いる工程を省略し，ハンダ塗布工程へ進む。ハンダ塗
布工程では，中心の親，および子束線が目視できる場合
は，あらかじめ，親，子の中心束線のみハンダ塗布工程
でのハンダ塗布はやらず，他の束線と区別し，他の束線
のみ一括してハンダ塗布を行う。中心の親および子束線
が区別できない場合は，各子束線ごとにハンダ塗布を行
う。したがって，両端の端子部の端子数は，親束線数と
子束線数の積の２倍の数になる。

【００１３】次に各子束線を各親束線ごとに束ね，精密
抵抗計にて各親束線の直流抵抗を測定する。この直流抵
抗の一番低い値あるいは違いが大きい線が，中心親束線
であるから，他の親束線と区別しておく。次に中心子束
線を特定する工程である。中心親束線を除く残った他の
親束線ごとに各束線を分け，さらに，同じ親束線に属す
る子束線を分ける。その子束線の直流抵抗をそれぞれ前
記の精密抵抗計にて測定し，直流抵抗が一番低い，ある
いは違いが大きい子束線を見つける。その子束線が中心
子束線であるから他の子束線と区別しておく。さらに，
同じような手順で他の親束線に属する子束線についても
直流抵抗を測定し，中心子束線をみつけ他の子束線と区
別しておく。目視による場合も，抵抗測定による場合
も，このようにして定まった，中心親束線と中心子束線
以外の子束線を両端の端子ごとに短絡し，各配線材やト
ランス巻線として用いる。

【００１４】目視で中心束線を区別した場合は，前持っ
て除いた中心親束線と中心子束線の絶縁皮膜部を残し切
断する。抵抗測定による場合は残った中心親束線と中心
子束線は，端子部のハンダ塗布部分をすべて切断し，絶
縁皮膜部のみ残しておき，束線を構成する各素線間に循
環電流が流れないようにする。図１において目視可能の
場合，中心親束線分離工程と端末切断・絶縁回復工程間
は，目視不可能の場合の工程と同じなので省略してあ
る。

【００１５】

【表１】

【００１６】表１(a)に通常のリッツ線で中心親束線を
基本親束線として各親束線を順次並列にした場合の各周
波数における交流抵抗を示す。表１(b)に本発明のリッ
ツ線で中心親束線以外の親束線を基本親束線として各親
束線を順次並列にした場合の交流抵抗を示す。なお，最
後の項には通常のリッツ線で中心親束線を並列にした交
流抵抗を併せて示す。従来のように中心親束線があると
低い周波数では中心親束線の抵抗が低いため本発明の中
心親束線を用い無い場合の表１(b)に比べて交流抵抗が
低い。しかし，周波数が高くなると中心親束線が他の親
束線に比べて近接効果が大きいため，交流抵抗が高くな
るとともに中心親束線に流れる電流による近接効果によ
り他の親束線の交流抵抗を高めるという相互効果によ
り，中心親束線以外を並列化した場合に比べて交流抵抗
が高く，その比率は１００ｋＨｚにおいて最大約１２０
％となる。さらに，周波数が高くなると中心親束線が他
の親束線に比べて交流抵抗が高いため，ほとんど電流が
流れず中心親束線以外を並列化した場合に比べて中心親
束線を含んで並列化してもわずかに交流抵抗が低いだけ
である。したがって，図８(b)に示す通常のリッツ線構
造では高周波において，並列化によって抵抗を減少させ
ることが難しい。本発明では交流抵抗を１００ｋＨｚに
おいて最大約２０％低減することができる。

【００１７】

【表２】

【００１８】表２に中心子束線を用いた場合（従来）
(a)と用いない場合（本発明）(b)の交流抵抗増加率を示
す。ここでは，１ｋＨｚにおける交流抵抗を１００とし
た。本発明では交流抵抗を最大約２０％低減することか
できる。表２に示すように子束線の中心束線についても
同様に交流抵抗の増加に大きく関与しており，表の例で
は子束線の中心束線を用いないことにより交流抵抗増加
率が約１０％小さい。図２に中心親束線のハンダ塗布部
を残し絶縁細線を短絡した場合Ａと切断し開放した場合
Ｂの交流抵抗を示す。中心親束線，中心子束線の両端部
を切断し，各絶縁細線３の間の絶縁を回復せすハンダ塗
布部を残し，両端部で電流が流れる経路が形成されてい
ると交流抵抗が増加する。したがって，中心親束線，中
心子束線の絶縁細線間は絶縁を保つように両端部で切断
する。

【００１９】図３は，本発明の第１の実施例である。こ
こで，符号３，４，６，８は図８の符号と同一部品であ
る。１２は絶縁細線の色を他の子束線の絶縁細線と異な
る色とした中心子束線，１３は絶縁細線の色を他の親束
線の絶縁細線と異なる色とした中心親束線である。本例
は，中心親束線や中心子束線を直流抵抗により見い出す
のではなく，中心親束線と中心子束線を他の束線と絶縁
皮膜２や，絶縁細線の色が異なるものでリッツ線を製造
することにより，目視により容易に中心親束線と中心子
束線を他束線と区別できるようにしたものである。本例
により，直流抵抗を測定せずにただちに中心親束線や中
心子束線が見い出せるのでいちいち子束線ごとに分けて
ハンダ塗布を行わなくてもよく，作業効率が格段に高め
ることができる。なお，色分けすることにより素線コス
トは多少増加するが，ほとんど問題とはならない。さら
に，中心親束線や中心子束線の各素線間は，ハンダ塗布
工程が無く端子部においても絶縁が保たれているため，
図２に示すように開放すれば交流抵抗の増加は少い。そ
のため，中心親束線や中心子束線の端子部を再度切断す
る必要はないため，作業工程の短縮化が図れる。

【００２０】図４は，本発明の第２の実施例である。こ
こで，符号４，６，８は図８の符号と同一部品であり，
１４は他の絶縁細線より耐熱性を高めた絶縁細線を用い
た中心子束線，１５は他の絶縁細線より耐熱性を高めた
絶縁細線を用いた中心親束線である。本例は，中心親束
線や中心子束線の絶縁皮膜にハンダ塗布工程時の温度に
よっても絶縁皮膜がはがれないような耐熱性の絶縁皮膜
にしたことを特徴としたリッツ線である。本例のリッツ
線にすることにより，中心親束線と中心子束線を意識す
ることなく，一括してハンダ塗布工程を行っても，中心
親束線と中心子束線は絶縁皮膜がはがれないためハンダ
が塗布できず，他の束線はすべてハンダ塗布ができるの
で，他束線のみ一括して一工程で電気的に接続すること
ができる。そのため，作業効率を大幅に高めることがで
きる。なお，両端の端子部の切断面は，絶縁皮膜が無い
ため，中心親束線，中心子束線，他の束線間が電気的に
接続され，図２と同様に交流抵抗が増大するという問題
がある。この場合，ハンダ塗布工程以降に再度，端子部
の先端部を切断することで，電気的に絶縁できるので問
題はない。

【００２１】図５は，本発明の第３の実施例を示す。こ
こで，符号４，６，８は図８の符号と同一部品であり，
１６は通常のハンダが付着しない絶縁細線を用いた中心
子束線，１７は通常のハンダが付着しない絶縁細線を用
いた中心親束線である。本例は，中心親束線と中心子束
線の素線材質を銅に替え通常のハンダ塗布工程ではハン
ダが付着しないアルミ絶縁細線や，ハンダが付着しない
合金絶縁細線にしたことを特徴とするリッツ線である。
本例のリッツ線にすることにより，一括してハンダ塗布
工程を行っても中心親束線や中心子束線以外の束線は，
ハンダにより電気的に接続されるが，中心親束線や子束
線はハンダが付着しないため電気的には接続されない。
なお，中心親束線や中心子束線の絶縁細線がハンダ塗布
工程により絶縁が破壊され，接触により他の束線と電気
的に接続されてしまうが，中心親束線や中心子束線に用
いるアルミや合金線の抵抗率が銅に比べて１.５倍以上
高いため，中心に流れる電流が少なく，中心親束線や中
心子束線による表皮効果や近接効果が他束線ヘの交流抵
抗の増加につながることはあまりない。本例においても
作業工程の短縮化等の他の実施例と同様な効果が得られ
る。

【００２２】図６に中心親束線の抵抗を高めた時の交流
抵抗を示す。なお，図には中心親束線を絶縁芯にした時
の特性を併せて示す。なお，実験は，中心親束線と直列
にリッツ線の直流抵抗Ｒの１／２と２倍の抵抗を接続
し，その抵抗を介して他の束線と並列に接続して行っ
た。図に示すように直列に入る抵抗が大きいほど交流抵
抗の増加は小さい。したがって，中心親束線や中心子束
線に抵抗率の高い材質を使用することにより，中心親束
線や中心子束線による交流抵抗の増加を抑えることがで
きる。また，作業工程の短縮化等の他の実施例と同様な
効果が得られる。

【００２３】図７は，本発明の実施例である。従来のリ
ッツ線の使用方法では，各束線が電気的に接続されてい
たため，直接，接地されている冷却フィン等に接続する
ことができなかった。そのため，リッツ線は，線自体で
放熱しなければならなかった。図８の従来のリッツ線の
構造に示すように最外部に絶縁繊維を施してあるため，
熱の放出があまり効率よくできなかった。そこで，通常
の単線に比べ，電流密度を下げて使用していた。しか
し，本発明のリッツ線では，中心親束線と中心子束線を
用いないので，これらの束線を線内部で発生する熱の移
動手段として有効に利用できる。これらの束線を形成す
る絶縁細線は，金属で構成されていることから熱抵抗が
小さくかつ，中心部に位置していることから熱を効率よ
く運搬することができる。図７は，中心親束線と中心子
束線を端子部で直接冷却フィンに接続した例を示してい
る。ここで符号４〜８は図８の符号と同一部品であり，
１８は冷却フィンである。本実施例は図１，図３，図
４，図５のリッツ線すべてに適用できる。なお，説明は
親束線と子束線を有するリッツ線で行ったが，さらに孫
束線を有するリッツ線でも同様に中心孫束線を中心親束
線や中心子束線と同様にすることにより同じ効果が得ら
れる。

【００２４】

【発明の効果】本発明は中心親束線や中心子束線を用い
ないようにしたリッツ線を構成したので高周波の電源
（コンバータ，インバータ等）の配線材，及びトランス
やチョークの巻線材に使用しても，交流抵抗を低減で
き，低損失化を図ることができる利点が得られる。さら
に，中心親束線や中心子束線を他の束線と違なる素線材
質や絶縁材質，耐熱材質，表面色にすることにより作業
効率を大幅に高めることができる。また，電気的に使用
しない中心親束線や中心子束線をリッツ線内部で発生す
る熱の運搬手段に使用することによりリッツ線の通過電
流密度を高めることができ，トランスやチョーク巻線の
小形化を図ることができる利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のリッツ線の製造方法の説明図である。

【図２】リッツ線の中心親束線の絶縁細線を短絡開放し
たときの周波数と交流抵抗値との関係図である。

【図３】本発明の第１の実施例である。

【図４】本発明の第２の実施例である。

【図５】本発明の第３の実施例である。

【図６】リッツ線の中心束線に抵抗を接続した場合の周
波数と抵抗の関係図である。

【図７】本発明の第４の実施例の斜視図である。

【図８】従来のリッツ線の構造の断面図，(A)はリッツ
線，(B)は単線である。

【図９】従来の他のリッツ線の断面図である。

【符号の説明】

１ 金属の導体 ２ 絶縁外皮 ３ 絶縁細線 ４ 絶縁細線を複数本撚った子束線 ５ 中心子束線 ６ 子束線を複数本撚った親束線 ７ 中心親束線 ８ テフロン等の絶縁繊維 １２ 絶縁細線の色を他の子束線の絶縁細線と異なる色
とした中心子束線 １３ 絶縁細線の色を他の親束線の絶縁細線と異なる色
とした中心親束線 １４ 他の絶縁細線より耐熱性を高めた絶縁細線を用い
た中心子束線 １５ 他の絶縁細線より耐熱性を高めた絶縁細線を用い
た中心親束線 １６ 通常のハンダが付着しない絶縁細線を用いた中心
子束線 １７ 通常のハンダが付着しない絶縁細線を用いた中心
親束線

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の絶縁細線で構成された複数の束線
   を撚ったリッツ線において，両端の端子部で中心に位置
   する中心束線を他の束線から電気的に分離絶縁し，中心
   束線以外の束線を両端の端子部で電気的に接続したこと
   を特徴とするリッツ線。
2. 【請求項２】 複数の絶縁細線で構成された複数の束線
   を撚って子束線とし，さらに複数の子束線を撚って親束
   線として構成したリッツ線において，両端の端子部で子
   束線の中心に位置する子束線の中心束線と親束線の中心
   に位置する中心親束線を他の束線から電気的に分離絶縁
   し，子束線と親束線の中心束線以外の束線を両端の端子
   部で電気的に接続したことを特徴とするリッツ線。
3. 【請求項３】 複数の絶縁細線で構成された複数の束線
   を撚って子束線とし，さらに複数の子束線を撚って親束
   線とし，親束線の複数個を撚り，外周に絶縁繊維を設け
   たリッツ線の両端子部の絶縁繊維をほごし除去する工
   程，親束線を個々にばらす工程，中心親束線と他の親束
   線とを目視で分離する工程，親束線をばらし子束線ごと
   にまとめる工程，目視であらかじめ中心の親束線およ
   び，子束線を除いて，他の束線のみ一括して絶縁除去を
   兼ねてハンダ塗布する工程，中心親束線以外の子束線を
   両端の端子ごとに短絡する工程，前記除いた中心親束線
   と中心子束線の絶縁皮膜部を残し切断する工程からなる
   リッツ線製造方法。
4. 【請求項４】 請求項３において，中心の親束線および
   子束線が目視で区別できない場合は各子束線ごとにハン
   ダ塗布をする工程，各子束線を各親束線ごとに束ね各親
   束線の抵抗を測定し中心親束線を他の親束線から区別す
   る工程，中心親束線以外の同じ親束線に属する子束線に
   分け，各子束線の抵抗を測定し中心子束線を他の子束線
   から区別する工程，前記工程で定まった中心線束線と中
   心子束線以外の子束線を両端ごとに短絡する工程，前記
   工程で短絡しなかった中心親束線と中心子束線の端子部
   のハンダ塗布部分を切断し，絶縁皮膜部を残す工程から
   なるリッツ線製造方法。
5. 【請求項５】 請求項１又は２子束線又は親束線の中心
   束線を他の束線と異なる色の絶縁細線からなる束線とす
   ることを特徴とする請求項１又は２のリッツ線。
6. 【請求項６】 請求項１又は２の中心子束線又は中心親
   束線の絶縁細線にハンダ融点温度よりも高い耐熱温度を
   有する絶縁皮膜を設け，他の束線の絶縁細線には，ハン
   ダ融点温度よりも低い耐熱温度を有する絶縁皮膜を設け
   たことを特徴とする請求項１又は２のリッツ線。
7. 【請求項７】 請求項１又は２又は５又は６の子束線又
   は親束線の中心束線の導体の材質を他の束線の導体の材
   質の抵抗率よりも高い抵抗率を用いたことを特徴とする
   請求項１又は２又は５又は６のリッツ線。
8. 【請求項８】 請求項１又は２又は５又は６又は７の子
   束線の中心束線又は親束線の中心束線を放熱板にとりつ
   けたことを特徴とする請求項１又は２又は５又は６又７
   のリッツ線。