JPH0660732A - リッツ線の製造方法およびその製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ６本の素線束を集合撚りする。リッツ線の断
面形状において、各素線束からなるセグメントが中心か
ら放射状にかつ均等に６分割されたものとする。セグメ
ント間の中心部に空洞部を生じさせない。リッツ線の外
周の断面形状の真円度も高める。これにより、特性に優
れたリッツ線とする。 【構成】 撚り用回転円盤16の中心の貫通孔17を棒材20
が貫通している。撚り用回転円盤16にある６つの繰り出
しボビン18から棒材20の周りに素線束７をそれぞれ繰り
出す。撚り用回転円盤16および棒材20を同期回転させる
ことにより、この棒材20を中心として素線束７を撚回す
る。棒材20の通過直後に、撚り合わされた素線束７群が
棒材20と同軸の直線状になっている状態で、その外周に
シース巻き加工を施す。できたリッツ線６は、巻取ボビ
ン31に連続的に巻き取る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高周波電流の伝播に用
いる撚り線または編み線からなる複数本の素線束を撚り
合わせたリッツ線の製造方法およびその製造装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子機器に用いられるトランス
類は、商用電源の周波数が50〜60Hzと低いため、変換効
率が低い。これに対して、電子機器に用いられるトラン
スを小型、軽量化するためには、トランスの変換効率を
上げることが必要である。変換効率を上げるためには、
入力側で高周波変換してトランス入力とすることが多
い。このように高周波電流を通電する場合、高周波電流
における表皮効果により、単線では、低周波に比べ、同
じ太さの線材に流れる電流量が低下する。このような表
皮効果を減らすために、個々に絶縁された多くの細い線
を撚り合わせたリッツ線を用いて、線材の表面積を大き
くし、高周波抵抗を小さくすることが広く行われてい
る。このようなリッツ線は、主に、高周波用の電子機器
に用いられるスイッチングトランス、ディスプレー用の
偏向ヨーク、電磁調理器用コイルなどの機器に利用され
ている。

【０００３】これらに用いられるリッツ線は、例えば、
径が0.03〜0.3mm の汎用２種仕上がりのポリウレタン銅
線を３〜数1000本撚り合わせている。そして、ロープ状
のまま使用することもあるが、ばらけ防止のために、テ
トロン糸や絹糸などを横巻きにしたり、あるいは、ポリ
アミドに代表される熱可塑性樹脂塗料を予め線材に塗布
しておき、撚り時に熱で融着させたりもしている。ま
た、撚り数が数10本以上の場合には、撚り工程を２回以
上に分割し、複数本の素線を予め撚り合わせ、または編
み、さらに、この素線束を複数本撚ることが広く行われ
ている。

【０００４】本来、リッツ線は、表皮効果のもとで、電
流の流れを効率よく通すために、次のような条件を満た
していることが望ましい。第１に、各々の線が、最終撚
り姿の中で、均等に電流の流れにくい中心部と電流の流
れやすい外周部とを交播するように、撚り上げることが
必要である。第２に、撚り合わされた各々の線の長さが
同じで、各線の長さ当たりの抵抗も揃える必要がある。
第３に、最終撚り姿の断面形状も、真円であることが望
ましい。第４に、最終撚り姿の断面において、各素線束
毎に分割されたセグメントの面積も均等である必要があ
る。これらの条件を実現するためには、撚り線全体を構
成する全素線を使用長さに揃え、１回で集合撚りとする
方法が理想となる。しかし、現実に、数100 本から数10
00本の多数本を同一長さに切断保持し、同時に撚回する
集合撚りを行っても、１本ずつの線材が均等に撚り線全
体の外周と中心とを交播することが確率的に低く、かえ
って特性の安定性に乏しくなる。

【０００５】そこで、実際には、図４から図９に示すよ
うな、種々の撚り方法が採られている。まず、撚り線全
体の断面形状の真円度を量産的に確保するには、図４に
示すような３本の断面円形の素線束１の集合撚り、ある
いは、図５に示すような７本の素線束１の同心撚りが比
較的よい。すなわち、これらの撚り方法によれば、形状
的に比較的安定な撚り線が得られる。これに対して、図
６や図７に示すような他の撚り数、撚り方法では、撚り
線の断面形状の真円度が崩れやすい。なお、図４から図
８において、（ａ）は撚回したばかりの状態、（ｂ）は
シース巻き加工などにより撚り線を締めた状態を示して
いる。ところで、撚り合わせる素線束１が３本の場合
は、前述のような集合撚りが可能で、断面形状の真円度
は得られやすいが、撚り数が多い場合には、特公平2-58
726 号公報に記載されているように、全撚り数を３のｎ
乗として、ｎ回だけ撚りを重ねる必要があり、作業性が
劣る。また、撚り合わせる素線束１が７本の場合は、同
心撚りになり、１本の素線束１が撚り中心となって他の
素線束１とは交播しないため、高周波伝播性は低下す
る。

【０００６】これに対して、図８に示すように、７本の
素線束１の同心撚りの中心となる１本を導電線材の代わ
りに他の絶縁素材、例えば合成樹脂糸の束２で代用する
ことが、高周波伝播性上有効であり、特公平4-25644 号
公報にも記載されているように、広く利用されている。
しかし、この場合、中心に配した糸の束２の太さ分だけ
リッツ線の断面積が増し、このリッツ線を用いるトラン
スなどの機器の大きさが大きくなってしまう。また、図
９に示すように、従来通り７本の素線束１を同心撚り
し、定尺切断の後、中心の１本を引き抜くことで、６本
の素線束１の集合撚りを実現する方法も採られている。
なお、図９において、（ａ）は７本の素線束１を撚った
状態、（ｂ）は中心の１本を引き抜いた状態、（ｃ）、
（ｄ）はその後撚り線を締めた状態を示している。しか
し、この方法では、６本の素線束１の撚り数は確保でき
るものの、各素線束１による撚り線全体の断面の均等分
割、撚った素線束１相互の保持性、撚り線全体の断面形
状の真円度などに問題があり、また、定尺切断を必要と
するため、連続で長尺のリッツ線を得られない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来
のリッツ線において、３本の素線束の集合撚りを基本と
するものは、撚り数を多くしようとすると、撚りの作業
性が悪くなり、また、７本の素線束を同心撚りしたもの
は、高周波伝播性に劣る問題があった。さらに、これら
の欠点を改良するために、７本の素線束の同心撚りの中
心となる１本を導電線材の代わりに例えば合成樹脂糸の
束で置き換えたものは、導電に関与しない糸の束により
リッツ線の断面積が増し、このリッツ線を用いる機器の
大型化をきたす問題があり、また、定尺切断後に、７本
の素線束の同心撚りの中心の１本を引き抜く方法は、形
状や特性の信頼性、安定性に問題があるとともに、定尺
切断を必要とするため、連続で長尺のリッツ線を得られ
ない問題があった。

【０００８】本発明は、このような問題点を解決しよう
とするもので、撚り線の中央に他の絶縁素材を撚り込む
ことなく、例えば６本の素線束の連続的な集合撚りを実
現でき、しかも、形状や特性の信頼性、安定性に優れた
リッツ線を得られるようにすることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成しようとするもので、請求項１の発明は、撚り線また
は編み線からなる複数本の素線束を撚り合わせるリッツ
線の製造方法において、複数本の素線束を直線状の支持
部材を囲んで繰り出すとともに、この支持部材を中心と
してかつその軸方向に沿って配列しながら撚回し、前記
支持部材の通過直後に、撚り合わされた素線束群が前記
支持部材と同軸の直線状になっている状態で、素線束群
の外周にシース巻きし、この素線束群を巻き取るように
構成したものである。

【００１０】また、請求項２の発明は、撚り線または編
み線からなる複数本の素線束を撚り合わせるリッツ線の
製造装置において、直線状の支持部材およびこの支持部
材に対し放射状に位置した複数の素線束供給部を有しこ
れら各素線束供給部から前記支持部材の外周にそれぞれ
素線束を繰り出すとともに回転して素線束を撚回する撚
り機構部と、前記支持部材の先端付近に配設されこの支
持部材と同軸の回転軸を中心として回転して撚り合わさ
れた素線束群の外周にシース巻きするシース巻き機構部
と、前記支持部材と同軸の直線状になっている状態でシ
ース巻きされた素線束群を巻き取る巻取部とを備えたも
のである。

【００１１】

【作用】請求項１の発明のリッツ線の製造方法では、複
数本の素線束を支持部材を囲んで繰り出すとともに、こ
の支持部材を中心としてかつその軸方向に沿って配列し
ながら撚回すことにより、例えば６本の素線束の集合撚
りが可能である。そして、撚り合わされた素線束群は支
持部材を通過させてしまい、この通過直後に素線束群の
外周にシース巻きして締めることにより、内部の中心部
に空洞がないリッツ線となる。これとともに、撚り始め
からシース巻き完了までが一直線上で連続的に行われる
ことにより、リッツ線の断面形状の外周は真円に近くな
り、また、各素線束は、リッツ線の断面において中心か
ら放射状に均等分割されたセグメントを構成することに
なる。

【００１２】請求項２の発明のリッツ線の製造装置は、
このようなリッツ線の製造方法を行うためのものであ
り、撚り機構部の各素線束供給部から支持部材の外周に
それぞれ素線束を繰り出すとともに、支持部材と一体的
に撚り機構部を回転させて、支持部材を中心としてかつ
その軸方向に沿って配列しながら素線束を撚回する。つ
いで、支持部材の先端において、支持部材と同軸の回転
軸を中心として回転するシース巻き機構部により、支持
部材の通過直後に、撚り合わされた素線束群の外周にシ
ース巻き加工が施される。こうして支持部材と同軸の直
線状になっている状態でシース巻きされた素線束群は、
巻取部に巻き取られる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。製造されるリッツ線６は、撚り線
からなる６本の素線束７を集合撚りし、この撚り合わさ
れた素線束７群（撚り線）の外周にシース材としてのテ
トロン糸８を横巻きしてなるものである。

【００１４】図１は前記リッツ線６の製造装置を示して
いる。この製造装置は、６本の素線束７を撚り合わせる
撚り機構部11と、撚り合わされた素線束７群の外周にシ
ース巻き加工を施すシース巻き機構部12と、シース巻き
加工が施されたリッツ線６を巻き取る巻取部13とを備え
ている。これら撚り機構部11とシース巻き機構部12と巻
取部13とは、一直線状に並んで位置している。前記撚り
機構部11は、図２にも示すように、矢印Ａで示す方向へ
回転する撚り用回転円盤16を有しており、この回転円盤
16の中心部には円盤形状の貫通孔17が形成されている。
また、前記撚り用回転円盤16の背面には、素線束供給部
としての６つの繰り出しボビン18が撚り用回転円盤16の
中心を中心とする円周上に等間隔で並べて回転自在に設
けてある。これら繰り出しボビン18は、それぞれ１本の
素線束７を巻いてあり、これら素線束７を前記貫通孔17
へ向けて繰り出すものである。さらに、前記撚り用回転
円盤16には、フレーム19を介して細長い円柱形状の支持
部材としての棒材20が固定されている。この棒材20は、
撚り用回転円盤16の中心軸すなわち回転軸と同軸に位置
しており、前記貫通孔17を同軸的に貫通している。そし
て、前記棒材20は、素線束７の径に相当する径で、先端
部21が紡錘状に細くなっていることが望ましい。なお、
前記貫通孔17の径は、棒材20を含む６本の素線束７の最
終の撚り径の1.5から２倍になっている。また、前記シ
ース巻き機構部12は、撚り用回転円盤16の前方に平行に
位置するシース用回転円盤26を有している。このシース
用回転円盤26は、撚り用回転円盤16と同一の回転軸を中
心として、矢印Ｂで示す方向すなわち撚り用回転円盤16
とは逆方向へ回転するものである。そして、シース用回
転円盤26の背面は、前記棒材20の先端よりも若干前方に
位置している。また、シース用回転円盤26の中心部には
貫通孔27が形成されている。そして、シース用回転円盤
26の背面には、一対の繰り出しボビン28がシース用回転
円盤26の中心を挟む対称位置に回転自在に設けてある。
これら繰り出しボビン28は、それぞれ１本のテトロン糸
８を巻いてあり、これらテトロン糸８を前記貫通孔27へ
向けて繰り出すものである。さらに、前記巻取部13は、
巻取ボビン31を有している。この巻取ボビン31は、矢印
Ｃで示す方向へ回転するものであり、その回転軸は前記
両回転円盤16，26の回転軸とほぼ直交する方向性を有し
ている。

【００１５】つぎに、この装置を用いたリッツ線６の製
造方法について説明する。回転する巻取ボビン31から付
与される張力により、撚り用回転円盤16にある６つの各
繰り出しボビン18からそれぞれ素線束７が連続的に一定
の速さで繰り出される。これら素線束７は、放射状に撚
り用回転円盤16の中心へ向かって集合され、その貫通孔
17を通って棒材20の外周に沿い、この棒材20の先端部21
の方へ引き出される。そして、撚り用回転円盤16と棒材
20とが一体的に同期回転しているが、この回転により、
６本の素線束７は、図３（ａ）にも示すように、ダミー
の棒材20を軸としてこの棒材20の外周に密に並び撚回さ
れる。こうして、棒材20を中心としてかつその軸方向に
沿って配列しながら６本の素線束７が撚回されるが、撚
り合わされた素線束７群は、棒材20の先端部21を通過し
た時点で、図３（ｂ）にも示すように、断面形状におい
て素線束７群の中心から放射状にかつ均等に６分割され
たセグメントからなる撚り線となる。しかし、各セグメ
ント間の中心部には、棒材20の径より小さいものの、空
洞部を残している。ついで、棒材20の先端部21を通過し
た直後に、シース巻き機構部12において素線束７群（撚
り線）の外周にテトロン糸８が横巻きされる。すなわ
ち、シース用回転円盤26の回転に伴い、このシース用回
転円盤26にある一対の繰り出しボビン28からテトロン糸
８が繰り出され、素線束７群の周囲に細かいピッチで巻
回される。このシース巻き加工は、素線束７群が棒材20
と同軸の直線状になっている状態で行われる。そして、
このようなシース巻きに伴い、素線束７群は、テフロン
糸８により断面円形にかつ均一に束ねられるとともに、
各素線７からなるセグメント間の中心部に空洞部のない
リッツ線６となる。その後、リッツ線６は、巻取ボビン
31に巻き取られる。そして、所定長のリッツ線６が巻取
ボビン31に巻き取られたら、このリッツ線６が巻き付い
た巻取ボビン31を装置から取り出す。こうして、撚り始
めからシース巻き加工までの一連の加工は、直線的にか
つ連続的に行われる。

【００１６】前記実施例の構成によれば、６本の素線束
７の集合撚りを実現できる。そして、図３（ｃ）に示す
ように、リッツ線６は、軸方向の任意の位置において、
外形の断面形状が真円に近いものとなる。これととも
に、断面形状において、各素線束７からなるセグメント
は、個々に素線束７群の中心から放射状にかつ均等に６
分割され、かつ、セグメント間の中心部に空洞部のない
ものとなる。また、このような形状の安定性は、製造後
も保たれる。こうして、安定した高周波の伝播特性を有
する、信頼性の高いリッツ線６を提供できる。なお、こ
のような形状や特性の優れたリッツ線６とするには、棒
材20を有する撚り機構部11による素線束７の撚り合わ
せ、および、シース巻き機構部12によるシース巻き加工
を同一直線上で連続的に行う必要がある。例えば、かり
に撚り機構部のみで仕上がった撚り線をいったんボビン
に巻き取り、その後、別工程で撚り線にシース巻き加工
を施したとすると、撚り線のセグメントは形状が崩れ、
個々のセグメントを構成する線材が隣のセグメントに侵
入しやすく、撚り線の外形の断面形状も円形ではなく、
楕円などの不定形な形状になりやすい。また、前記実施
例の方法は、製造能率が高い利点もある。さらに、７本
の素線束を同心撚りした後、中心の１本を引き抜く方法
に比べ、定尺切断の必要がなく、連続で長尺のリッツ線
６を得られる。また、撚り線の中央に他の絶縁素材を撚
り込んではいないので、リッツ線６の断面積を小さくで
き、ひいては、このリッツ線６を用いる機器を小形化で
きる。

【００１７】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、
撚り機構部やシース巻き機構部の回転体は、前記実施例
のような円盤16，26に限るものではない。また、前記実
施例のシース巻き機構部では、２本のテトロン糸８を巻
回するために、１つのシース用回転円盤26に一対の繰り
出しボビン28を設けてシース巻きを一段階で行っている
が、シース巻きは、２段階に分けて行うなどしてもよ
い。さらに、前記実施例では、素線束７を撚り線として
いるが、素線束は、その断面形状が自由に変形しやすい
ものであればよく、例えば多数の線材があじろ編みされ
た編み線などでもよい。また、シース材も、テトロン糸
に限るものではない。さらに、前記実施例では、６本の
素線束７を撚り合わせているが、撚り合わせる素線束の
本数は６本に限るものではなく、８本あるいは９本など
であってもよい。

【００１８】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、複数本の素線
束を支持部材を囲んで繰り出すとともに、この支持部材
を中心としてかつその軸方向に沿って配列しながら撚回
するので、例えば６本の素線束の集合撚りを実現でき
る。そして、撚り合わされた素線束群は支持部材を通過
させてしまい、この通過直後に、撚り合わされた素線束
群が支持部材と同軸の直線状になっている状態で、素線
束群の外周にシース巻きするので、断面形状の外周が真
円に近く、また、各素線束からなるセグメントが断面に
おいて中心から放射状に均等分割されたものとなり、か
つ、セグメント間の中心部に空洞部のないものとなり、
安定した高周波の伝播特性を有する、信頼性の高いリッ
ツ線を提供できる。また、７本の素線束を同心撚りした
後、中心の１本を引き抜く方法に比べ、定尺切断の必要
がなく、連続で長尺のリッツ線を得られる。さらに、撚
り線の中央に他の絶縁素材を撚り込んではいないので、
リッツ線の断面積を小さくでき、ひいては、このリッツ
線を用いる機器を小形化できる。

【００１９】このようなリッツ線の製造方法は、請求項
２の発明のような、支持部材を有する撚り機構部と、支
持部材の先端付近に同軸的に配置されたシース巻き機構
部と、巻取部とを有する製造装置により、確実に行え
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のリッツ線の製造装置の一実施例を示す
もので、全体の概略説明斜視図である。

【図２】同上撚り機構部およびシース巻き機構部の概略
説明断面図である。

【図３】同上各工程における撚り線部分の断面図であ
る。

【図４】従来のリッツ線の第１例を示す断面図である。

【図５】従来のリッツ線の第２例を示す断面図である。

【図６】従来のリッツ線の第３例を示す断面図である。

【図７】従来のリッツ線の第４例を示す断面図である。

【図８】従来のリッツ線の第５例を示す断面図である。

【図９】従来のリッツ線の第６例を示す断面図である。

【符号の説明】

６ リッツ線 ７ 素線束 11 撚り機構部 12 シース巻き機構部 13 巻取部 18 繰り出しボビン（素線束供給部） 20 棒材（支持部材）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撚り線または編み線からなる複数本の素
   線束を撚り合わせるリッツ線の製造方法において、複数
   本の素線束を直線状の支持部材を囲んで繰り出すととも
   に、この支持部材を中心としてかつその軸方向に沿って
   配列しながら撚回し、前記支持部材の通過直後に、撚り
   合わされた素線束群が前記支持部材と同軸の直線状にな
   っている状態で、素線束群の外周にシース巻きし、この
   素線束群を巻き取るように構成したことを特徴とするリ
   ッツ線の製造方法。
2. 【請求項２】 撚り線または編み線からなる複数本の素
   線束を撚り合わせるリッツ線の製造装置において、直線
   状の支持部材およびこの支持部材に対し放射状に位置し
   た複数の素線束供給部を有しこれら各素線束供給部から
   前記支持部材の外周にそれぞれ素線束を繰り出すととも
   に回転して素線束を撚回する撚り機構部と、前記支持部
   材の先端付近に配設されこの支持部材と同軸の回転軸を
   中心として回転して撚り合わされた素線束群の外周にシ
   ース巻きするシース巻き機構部と、前記支持部材と同軸
   の直線状になっている状態でシース巻きされた素線束群
   を巻き取る巻取部とを備えたことを特徴とするリッツ線
   の製造装置。