复合电导材料的导线制造技术

本发明专利技术是以铜铝为原料，以包裹法或押注法制成的复合导体，其特性是在同面积、同温升的状况下，复合导体与铜导体的载流量虽相同，但直流电阻却比铜线电阻大20％以上。众所周知，马达、发电机、变压器是由漆包线制成的，磁束密度愈大，磁力便愈强。由于复合导体的直流电阻比铜线的直流电阻大20％以上，因此用高磁漆包线所制成的线圈，其磁束密度比铜线的磁束密度大20％以上。由于高磁漆质量轻，成本比铜线低40％。更重要的是，应用高磁漆包线制成的马达，可节省电力20％以上，对节能减碳有很大的裨益，是科技业界的一大崭新创造发明专利技术。

【技术实现步骤摘要】
复合电导材料的导线
本专利技术系关于漆包线复合导体及其制造方法，其特征是应用集肤效应(skinefficiency)原理，将导电性高的导体排列在漆包线复合导体外沿，且使该导电性高导体占复合导体总面积A的60～65％(P≧60～65％A)。导电性较低的导体，则排列在该复合导体的内层，占该复合导体总面积A的40～35％(Q＝40～35％A)。P为导电性高导体的面积，Q为导电性较低导体的面积。申请人发现，利用集肤效应的功能，使电力在导体传输时作不平均的分布，当外沿的导体承载大部分的电力，而接近导体中心的导体承载小部分的电力时，如此即可使复合导体在同面积同温时有相同的铜导体面积的载流量，但其直流电阻比铜导体大20％。因此复合导体所制成的漆包线其磁束密度比相同面积铜漆包线的磁束密度大20％。由于磁束密度大20％以上，相对的力矩也增加20％，以产生更大的马力或可减少20％以上的电力，因而改写每马力耗用0.746Kwh电力的规律。
技术介绍
在电子产业不断的蓬勃发展下，不论是产品功能或电子零件的相关技术方面都有长足的进步，然所关的漆包线仍采用传统的铜材为主，百年来从未改变。坊间偶有使用铜包铝漆包线，但仅限于非目标山寨产品，销售量微乎其微。其主要的原因是铜包铝线的漆包线，其载流量只有铜的70％，因此不能取代铜漆包线。众所周知马达、发电机、变压器是由漆包线制成的。磁束密度愈大，磁力便愈强，影响马达的转距深远。漆包线的长度和电阻是决定磁束密度的主要因素。高磁漆包线是以铜、铝二种金属所制成的复合导体，经试验证实：在同面积、同长度、同温升的条件下，复合导体的载流量与铜线相等，唯一不同的是直流电阻比铜线的直流电阻大，是其特色。同复合导体制作漆包线所产生的磁力比铜线漆包线的磁力强。以现有的马达、发电机、变压器为范本，按相同的线径、长度以高磁漆包线取代铜线，不但增加磁束密度磁力增强，另可节省电力。由于高磁漆包线密度比铜线小1/3，因此马达的转矩加数是可以想见的。马达是应用电流的磁场作用产生力量使线圈动作的原理。发电机是应用在磁场中的放置线圈，使磁束发生变化，线圈就会产生电流的电磁感应作用。高磁漆包线的重量轻，价格比铜线便宜约30％，基于其电阻特性，若应用高磁漆包线生产马达、发电机或可节省电能、增加发电量。是以，就节省成本、提高质量、节能减碳言，是理想的绿色产品。漆包线种类繁多，不下20余种，其目的是适应同类需求而定。如PD漆包线，其特色是直接焊接；SS-NY漆包线，耐热130℃；ML漆包线，耐温达220℃，等等种类，不胜枚举。漆包线生产的方法，首先用100％的导电铜材，以上引法、SCR、或沾浸制程(dippingprocess)先制成8mm铜杄，次经粗伸、中伸、细伸制成各种不同规格的铜线。经软化后，再以绝缘漆经多次涂装、烘干、完成。所用的绝缘漆，可依前所述的类别而定。美国专利US3,777,361揭示一种制造覆盖线丝的方法，以具有纵长锁紧缝合的铜覆，缠绕不限长度的铝竿，穿经流体静力装置。压出过程的热及压力将铜结合于铝，且当铜包覆铝竿受压出时，焊接锁紧缝合，以制成不限定长度的铜包覆铝线丝。其他，美国专利US5,496,969揭示一种多线丝的线股的专利技术，有中央层，至少由一线丝所构成，以及一额外层，含有复数缠绕中央层的线丝。
技术实现思路
本专利技术系首先揭示一种高磁漆包线及其制造方法，是以铜铝为原料，以包裹法或押注法制成的复合导体，其特性是：在同面积、同温升的状况下，复合导体与铜导体的载流量是相同的，但直流电阻比铜线电阻大20％以上。业界均知，马达、发电机、变压器是由漆包线制成的，磁束密度愈大，磁力愈强。由于复合导体的直流电阻比铜线的直流电阻大20％以上，因此用高磁漆包线所制成的线圈，其磁束密度比铜线的磁束密度大20％。由于高磁漆质量轻，成本比铜线低40％。更重要的是，应用高磁漆包线制成的马达，可节省电力20％以上，对节能减碳有很大的裨益，具有产业上利用价值，是科技的一大崭新专利技术。参见图式，图1为本专利技术复合电导材料的导线示意图，其基材系由一条中心导电线材1，截面为圆形；多条中间层导电线材2，各截面为圆形；以及外层长带状导电线材3所组成。外层长带状导电线材的宽度，主要依中心导电线材1及中间层导电线材2各尺度、数量的组成而定。中间层导电线材2相对于中心导电线材1的中心轴线E成斜角F，均匀缠绕于中心导电线材1外表上。另外，外层长带状导电线材3则以线材轴线为中心紧密包覆于中间层导电线材2上，将外层长带状导电线材3两侧边缘接合，如图1标号H所示即为外层侧边连接部，形成将中心导电线材1及中间层导电线材包含在管内的圆管，成为本专利技术导线的基材。图2为一示意图，如前所叙，中间层导电线材2相对于中心导电线材1的中心轴线E成一斜角F。本专利技术中，中间层导电线材2的绕线相对于中心轴线E所形成两者的斜角F越小越好。因为，待拉伸成细长导线单丝(filament)后，此斜角F很小，此时电流走向成平行直线，电流率最大，电阻最小。图1所示的复合电导材料的导线中，导电材的导电率以外层长带状导电线材3为最大，中间层导电线材2的导电率次之，其次才是中心导电线材1的导电率。具体而言，本专利技术导线的实施中，中心导电线材1可为铝(Al)，中间层导电线材2可为铜(Cu)，而外层长带状导电线材3可为金(Au)。若依硬度而言，导电材的材质硬度以中心导电线材1小于中间层导电线材2，而中间层导电线材2大于外层长带状导电线材3。又，前述材料导电率中，亦可中间层导电线材2与外层长带状导电线材3约相同。同样地，前述导线中，中心导电线材1可为铝(Al)，而中间层导电线材2与外层长带状导电线材3可相同为铜(Cu)。图3为图1中A-A线所示的截面图，由图3中，清楚绘示中心导电线材1与中间层导电线材2之间，形成多内空隙IS(interspaces)，而中间层导电线材2与外层长带状导电线材3之间，形成多外空隙OS(outerspaces)，而此等多内、多外空隙，则为一般空气所填充。其次，图4亦为图1A-A线所示的截面图，图4有别于图3者，主要在于图4所绘示的中间层导电线材2系以不同材质，如铜丝、合金铜线、铜包铝线或铝线，替代或混合使用。本专利技术复合电导材料的导线中，中心导电线材1、中间层导电线材2、及外层长带状导电线材3各截面积的比率，即其直径、厚度、宽度、条数，得依实际使用需求设定，以满足使用标准。同样地，中心导电线材1、中间层导电线材2、及外层长带状导电线材3总和的截面积的比率，得依实际使用需求设定，以满足使用标准。外层长带状导电线材3两侧边缘的接合方式，得以焊接或扣接而接合。本专利技术复合电导材料的导线中，导电性高导体占复合导体总面积A的60～65％(P≧60～65％A)，导电性较低的导体，则排列在复合导体的内层，占复合导体总面积A的40～35％(Q＝40～35％A)，P为导电性高导体的面积，Q为导电性较低导体的面积。本专利技术实施中，铜(Cu)与铝(Al)截面积比率，约65％与35％的比，最为适用而能符合一般标准使用。中间层导电线材2，可用不同尺度规格，如不同线径大小，混合使用。另外，中间层导电线材2，可用不同材质，如铜丝、合金铜线、铜包铝线或铝线，替代或混合使用。图5所揭示者，系本专利技术电导材料导线的单丝(f本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合电导材料的导线，其基材成份包含：一条中心导电线材，截面呈圆形；多条中间层导电线材，各截面呈圆形；外层长带状导电线材，其宽度依该中心导电线材及中间层导电线材的尺度、数量的组成而定；该中间层导电线材相对于中心导电线材的轴线成斜角，均匀缠绕于中心导电线材的外表上，该外层长带状导电线材则相对于中心导电线材的轴线，紧密包覆于中间层导电线材上，将外层长带状导电线材的两侧边缘接合，形成圆管状，将中心导电线材及中间层导电线材包覆于管内，成为导线的基材。

【技术特征摘要】
2016.10.13 TW 1051330421.一种复合电导材料的导线，其基材成份包含：一条中心导电线材，截面呈圆形；多条中间层导电线材，各截面呈圆形；外层长带状导电线材，其宽度依该中心导电线材及中间层导电线材的尺度、数量的组成而定；该中间层导电线材相对于中心导电线材的轴线成斜角，均匀缠绕于中心导电线材的外表上，该外层长带状导电线材则相对于中心导电线材的轴线，紧密包覆于中间层导电线材上，将外层长带状导电线材的两侧边缘接合，形成圆管状，将中心导电线材及中间层导电线材包覆于管内，成为导线的基材。2.如权利要求1所述的复合电导材料的导线，其中基材的该中心导电线材，中间层导电线材，以及外层长带状导电线材三种导电材的导电率，以外层长带状导电线材的导电率大于中间层导电线材的导电率，而中间层导电线材的导电率大于中心导电线材的导电率，而中间层导电线材的导电率大于中心导电线材的导电率。3.如权利要求1所述的复合电导材料的导线，其中基材的该中心导电线材可选择为铝(Al)，中间层导电线材可选择为铜(Cu)，而外层长带状导电线材可选择为金(Au)。4.如权利要求2所述的复合电导材料的导线，其中基材的材料的导电率，中间层导电线材与外层长带状导电线材约略相等。5.如权利要求3所述的复合电导材料的导线，其中基材的该中心导电线材可选择为铝(Al)，中间层导电线材与外层长带状导电线材可相同为铜(Cu)所组成。6.如权利要求5所述的复合电导材料的导线，其中基材所采材质铜(Cu)与铝(Al)的线材截面积P/Q＝65％/35％最为适用，而能满足一般标准使用。7.如权利要求1所述的复合电导材料的导线，其中基材的该中心导电线材，中间层导电线材，以及外层长带状导电线材的三种导电材的硬度，以中心导电线材小于中间层导电线材，而中间层导电线材大于外层长带状导电线材。8.如权利要求1所述的复合电导材料的导线，其中基材的该中心导电线材与中间层导电线材之间形成多内空隙，而中间层导电线材与外层长带状导电线材之间形成多外空隙，该等空隙皆为一般空气所填充。9.如权利要求1所述的复合电导材料的导线，其中基材的该中心导电线材，中间层导电线材，以及外层长带状导电线材各截面积的比率，即其直径、厚度、宽度、及条数，得依实际使用需求而设定，以满足其使用标准。10.如权利要求5所述的复合电导材料的导线，其中基材的该中心导电线材，中间层导电线材，加上外层长带状导电线材总和的截面积比率，得依实际使用需求而设定，以满足其使用标准。11.如权利要求1所述的复合电导材料的导线，其中采用焊接或扣接方式，接合外层长带状导电线材的两侧边缘。12.如权利要求1所述的复合电导材料的导线，其中基材的该中间层导电线材系以不同尺度规格，如不同线径大小而混合使用。13.如权利要求1所述的复合电导材料的导线，其中基材的该中间层导电线材系以不同材质，如铜丝、合金铜线、铜包铝线或铝线，替代或混合使用。14.一种复合电导材料的导线单丝，单丝线材包含：一条中心导电线材，截面外缘呈不完全规则的凸缘；多条中间层导电线材，各截面约呈圆形，缠绕于中心导电线材外缘上，在内侧各条线材圆弧之间，嵌着中心导电线材的外侧凸缘；外层圆管导电线材，中空部位包覆着中心导电线材与中间层导电线材，其截面外缘约呈圆形，内缘呈不完全规则向内凸缘，分布于中间层导电线材外侧各线材圆弧之间；中心导电线材、中间层导电线材、以及外层圆管导电线材的三层导线线材之间、形成紧密结合、几无空隙存留。15.如权利要求14所述的复...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘理文，吴政雄，
申请(专利权)人：刘理文，吴政雄，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71