JP2002170729A - コイルの製造方法及びコイル部品とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 平角線を所謂α巻して自己融着させる簡単な
コイルの製造方法及びこの製造方法によって製造された
コイルを用いたコイル部品を提供する。 【構成】 導線回りの絶縁被覆層の表面に融着層を積層
した断面が矩形の平角線５を巻線とし、前記平角線５の
両端を巻線機のフライヤー１１ａ、１１ｂのクランパー
１２ａ、１２ｂの先端のクランプ部１３ａ、１３ｂに各
々クランプするとともに前記平角線５の中央付近を巻軸
１に対して斜交いに当てて前記クランプ部１３ａ、１３
ｂが巻軸１に近づくように移動させながら平角線５の両
端を互いに反対方向に同時に巻回して前記巻軸１の軸方
向に２段となる巻線部を形成し（所謂α巻）、前記巻軸
１に巻回した平角線５の両端のクランプ部１３ａ、１３
ｂを通して通電加熱して巻線部を自己融着することを特
徴とするコイルの製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コイル及びコイル
部品の製造方法、特に、所謂アルファ巻のコイルの製造
方法及びコイル部品の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】コイルの巻き方として所謂アルファ巻
（α巻）がある。これは巻回された後の端子への引き出
しが両端ともに巻線部の最外周から導出されるように工
夫された巻き方である。このα巻については、例えば特
開昭６１−３９８３５号公報（以下、公報１とする。）
や特開昭６４−３２６０９号公報（以下、公報２とす
る。）等に記載されている。

【０００３】即ち、図１１〜図１３に示されるα巻の巻
始めから巻終わりまでを示す図から分かるように、絶縁
被覆導線の巻線２の中央付近２ｃを固定巻軸１に対して
斜交いに当てて巻線の両端側２ａ、２ｂを互いに反対方
向の矢印Ａ、Ｂ方向に図１２のようにα形状となるよう
に巻回し、最終的に図１３に示されるように前記巻軸１
の軸方向に２段となる巻線部３を形成する巻き方であ
る。

【０００４】而して、上記α巻を施したコイルでは、従
来のように固定巻軸１側に引き出しのための折曲部がな
いので絶縁破壊や傷等が誘発されず強度及び熱劣化がな
く、信頼性を向上することができ、また、巻軸１側から
引出線を引き出すスペースが不要になるため、巻線部３
の占有率が極めて良好となる。さらに折曲や溶接等の口
出し部（端子接合部）の引出し作業が不要になるので生
産性が向上するといったメリットがある。

【０００５】ところで、単体のコイル乃至コイル部品に
使用されている巻線は、通常、断面が丸の絶縁被覆導線
であるが、図１４の断面図に示されるような断面形状が
矩形で図１５のように帯状の平角線５（リボン線とも称
される。）も一部に採用されている。断面が丸の通常の
巻線と異なり、上記平角線５は巻線部の隙間が殆ど無い
ように緻密に巻けるので、コイル断面積が大きく取れて
直流抵抗Ｒdcを低く抑えることができ、その結果、直流
重畳特性に優れたコイルができる。平角線５を用いたコ
イルの例として、前記公報２には上記平角線５をドラム
形コアにα巻した電磁装置（チョークコイル等）が記載
されている。

【０００６】また、コイルとして用いられる絶縁被覆導
線に所謂自己融着導線と称されるものがある。この自己
融着導線は例えば図１４の平角線５の断面図に示される
ように、導線１０の周囲に絶縁被覆層９と融着材層８と
を順次積層した断面構造であり、巻軸に巻回後に前記融
着材層８を加熱または溶剤処理により溶融させ隣接する
線同士を互いに接着した後、固化して巻線がばらけない
ようにコイル全体を一体に固められるようになってい
る。なお、上記絶縁被覆層９の絶縁被覆材料としてはポ
リウレタン、ポリエステル、ポリアミドイミド等が、融
着材層８の融着材料にはポリアミド、エポキシが一般に
使用されている。

【０００７】次に、従来のコイル乃至コイル部品におけ
る巻軸へのα巻の巻回方法について説明する。

【０００８】前記公報１には、巻線機を用いた２層コイ
ルの製造方法が具体的に記載されている。概説すると、
「線材が巻回された供給ボビンから１層分以上の線材を
引き出して引き出しボビンに巻回し、上記線材の巻芯に
接合した部分が徐々に一方の層から他方の層に移るよう
に変位して上記巻芯に巻き付け、しかる後に上記供給ボ
ビン及び引き出しボビンを互いに逆方向に巻芯に対し遊
星回転させて供給ボビンからの線材と上記引き出しボビ
ンからの線材とを互いに隣接して所定回数上記巻芯に巻
回し、上記線材の両端を各層の外周に引き出して、少な
くとも上記供給ボビンからの線材を切断する。」という
２層コイルの製造方法である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記公報１のような従
来のα巻の巻線方法によるコイルの製造方法では、予め
引き出しボビンにもプーリーやローラを介して線材（巻
線）を貯えておく必要があり、その引き出しの際等には
平角線によじれが生じないように慎重に扱わなければな
らず、コイル巻回工程での装置の複雑化、準備の手間の
煩雑さが無視できない。然るに、簡単で迅速なα巻の巻
線方法の実現が要請されるが、α巻の特殊性からその要
請は未だ満たされていない。

【００１０】また、α巻の有効性は認められているもの
の、α巻を適用した閉磁路構造で高性能のコイル部品の
低廉で安定した製造方法が未だ確立されておらず、これ
らの確立が急務となっている。

【００１１】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、α巻を適用した簡単で効率的な巻回方法による
新規なコイルの製造方法及び前記巻回方法によるコイル
を用いた新規な構造のコイル部品の製造方法を提供する
ことを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、 （１）導線の周囲に絶縁被覆層と融着材層とを順次積層
した断面が矩形の平角線を巻線材とし、前記平角線の両
端を巻線機のクランプ部に各々クランプするとともに前
記平角線の中央付近を巻軸に対して斜交いに当てて前記
クランプ部が巻軸に近づくように移動させながら前記平
角線の両端を互いに反対方向に巻回して前記巻軸の軸方
向に２段となる巻線部を形成する工程と、前記クランプ
部を通して前記巻軸に巻回した平角線の両端に通電加熱
して巻線部を自己融着させる工程と、を有することを特
徴とするコイルの製造方法を提供することにより上記目
的を達成する。

【００１３】（２）また、断面が凹型の外装コアと巻芯
部の一端に鍔部を備える断面がＴ形の巻芯コアを作る工
程と、前記外装コアに端子電極を形成する工程と、上記
（１）に記載のコイルの製造方法にて空芯コイルを製作
する工程と、前記空芯コイルの両端末を折曲加工して端
子接合部を形成する工程と、前記空芯コイルを前記外装
コアに内装しつつ端子接合部を前記外装コアの端子電極
に接合する工程と、前記巻芯コアの巻芯部を前記空芯コ
イルに挿通する工程と、前記巻芯コアと前記外装コアと
を相互に接着固定する工程と、を有することを特徴とす
るコイル部品の製造方法を提供することにより、上記目
的を達成する。

【００１４】（３）また、断面が凹型の外装コアと巻芯
部の一端に鍔部を備える断面がＴ形の巻芯コアを作る工
程と、前記外装コアに端子電極を形成する工程と、上記
（１）に記載のコイルの製造方法にて前記巻芯コアの巻
芯部にコイルを形成する工程と、前記コイルの両端末を
折曲加工して端子接合部を形成する工程と、前記コイル
の端子接合部を前記外装コアの端子電極に接合する工程
と、前記コイルが形成された巻芯コアと前記外装コアと
を相互に接着固定する工程と、を有することを特徴とす
るコイル部品の製造方法を提供することにより、上記目
的を達成する。

【００１５】（４）さらに、上記（２）または（３）に
記載のコイル部品の製造方法にて製造されたコイル部品
を提供することにより、上記目的を達成する。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明に係るコイル及びコイル部
品の製造方法の実施の形態を空芯コイルとチップ状イン
ダクタを典型例として図面に基いて説明する。

【００１７】図１、図２は本発明で使用する巻線機の巻
軸に対する巻始めと巻終わりの状態を示す模式図であ
る。図３、図４は本発明で使用する巻線機のＴ形巻芯コ
アに対する巻始めと巻終わりの状態を示す模式図であ
る。図５は本発明の製造方法で製造された平角線のα巻
による空芯コイルの斜視図であり、図６は端子接合部を
形成した空芯コイル完成品の斜視図である。

【００１８】先ず、本発明のコイルの製造方法の一例
は、（ａ）導線の周囲に絶縁被覆層と融着材層とを順次
積層した断面が矩形の平角線を巻線とし、（ｂ）前記平
角線の両端を巻線機の２つのフライヤーに設けたクラン
プ部にテンション（引っ張り力）を与えつつ各々クラン
プするとともに、（ｃ）前記平角線の中央付近を巻軸に
対して斜交いに当てて前記クランプ部が巻軸に近づくよ
うに移動させながら前記平角線の両端を互いに反対方向
に巻回して前記巻軸の軸方向に２段となる巻線部を形成
する工程（α巻工程）と、（ｄ）前記クランプ部を通し
て前記巻軸に巻回した平角線の両端に通電加熱して巻線
部を自己融着させる工程と、を有することを基本的特徴
とする。

【００１９】上記（ａ）については、従来例で既述の自
己融着導線の平角線５を用いている。上記（ｂ）につい
ては、巻線となる平角線５は、巻線部プラス両端の引出
線の長さよりも多少長い程度の所定長に予め切断されて
おり、その両端は図１または図３に示されるように、適
当な押止機構（挟持、握持、咬持等の機構）によって対
向する２つのフライヤー１１ａ、１１ｂのクランパー１
２ａ、１２ｂの先端のクランプ部１３ａ、１３ｂにクラ
ンプ（固定）される。

【００２０】上記（ｃ）については、前記２つのフライ
ヤー１１ａ、１１ｂは図示しないスプリング等によるテ
ンション機構を備えるとともに巻軸１或いはＴ形巻芯コ
ア２８の中心軸回りに回転するアーム形状又はホイール
形状であって、平角線５の両端を押止したクランパー１
２ａ、１２ｂ先端の各クランプ部１３ａ、１３ｂは図２
または図４に示されるように回転とともに平角線５に適
当なテンションを与えつつ巻軸１或いはＴ形巻芯コア２
８の巻芯に近づくように移動してα巻する。なお、上記
のように２つのフライヤー１１ａ、１１ｂを対向させて
巻回する巻回方法をダブルフライヤー方式と呼称する。

【００２１】上記（ｄ）については、フライヤー１１
ａ、１１ｂ自身若しくは少なくともクランプ部１３ａ、
１３ｂを導体金属素材として、巻回中又は巻回後に前記
クランプ部を通して前記巻軸に巻回した平角線５の両端
に電流を流して通電加熱し、巻線部３の融着材層８を溶
融して自己融着させる。この点、前記クランプ部１３
ａ、１３ｂの平角線５の絶縁被覆層９は通電前に予め剥
いて導線１０を露出させておくことが好ましい。

【００２２】上記（ｄ）の工程の後、必要により（ｅ）
コイルの両端末を折曲加工して端子接合部を形成する工
程を加える。例えば、前記（ａ）〜（ｄ）の工程を経て
製造された図５に示されるようなα巻された平角線５の
空芯コイル２０においては、その両端末２１ａ、２１ｂ
を折曲加工して、例えば図６に示されるようにそれぞれ
端子接合部２２ａ、２２ｂを作る。この端子接合部２２
ａ、２２ｂは適宜、半田メッキ等のメッキ処理をしても
よいし、後述のようにコイル部品の構成要素として端子
に熱圧着接合するのであれば絶縁被覆層９が付いたまま
でもよい。

【００２３】なお、上記製造方法において、空芯コイル
２０の製造の場合は、前記巻軸１は巻線機の巻軸であ
り、ドラム形コアやＴ形コア等の巻芯コアに直接巻いて
コイル部品を製造する場合は、図３の巻線機の巻始めの
状態を示す模式図及び図４に示される巻線機の巻終わり
の状態を示す模式図のＴ形巻芯コア２８の場合のように
当該Ｔ形巻芯コア２８の巻芯が巻軸となって巻線機に適
宜装着固定される。

【００２４】以上、詳述したコイルの製造方法において
は、予め所定長さに切断した平角線５の両端をクランプ
してダブルフライヤー方式で同時に巻回するので、従来
のような引き出しボビンやプーリーのようなガイドが不
要となって、巻線機の準備作業が極めて簡単になり、且
つ平角線５のよじれの虞れも生じないので、効率的なコ
イル製造が可能になる。また、前記平角線５の両端をク
ランプして巻回するので、巻回中または巻回直後に直ち
に通電加熱することで熱風や溶剤処理よりも比較的容易
に自己融着させることができるといった利点がある。

【００２５】次に、上記コイルの製造方法で製造された
空芯コイル２０またはＴ形巻芯コア２８等の磁性コアの
巻芯に直接巻回したコイルを構成要素とするコイル部品
の製造方法について図７、図９の分解斜視図と図８、図
１０の断面図を参照して説明する。

【００２６】先ず、図７に示されるような空芯コイル２
０を構成要素とするコイル部品３０は、断面が凹型の円
柱状のコイル収納部２４を設けた外装コア２５と巻芯部
２６の一端に鍔部２７を備える断面がＴ形巻芯コア２８
を作る工程と、前記外装コア２５に端子電極２９ａ、２
９ｂを形成する工程と、前述のコイルの製造方法にて空
芯コイル２０を製作する工程と、前記空芯コイル２０の
両端末に端子接合部２２ａ、２２ｂを形成する工程と、
前記空芯コイル２０を前記外装コア２５のコイル収納部
２４に内装しつつ端子接合部２２ａ、２２ｂを前記外装
コア２５の端子電極２９ａ、２９ｂに熱圧着やアーク溶
接、半田付け等によって接合する工程と、前記Ｔ形巻芯
コア２８の巻芯部２６を前記空芯コイル２０の中心孔に
挿通する工程と、Ｔ形巻芯コア２８と前記外装コア２５
とをエポキシ系接着剤等の接着剤にて接着固定する工程
と、を有する製造工程を順次経て製造される。その断面
は図８の断面図のような構造となり、特性安定（磁気飽
和を起きにくくして直流重畳特性を改善）のためのギャ
ップＧを設けつつ閉磁路構造となって、平角線５のα巻
コイル２０と相俟って極めて高性能のコイル部品３０が
出来上がる。このコイル部品３０の製造方法では、空芯
コイル２０をコアとは別体に製造するため、組み立て工
程、特に熱圧着等による端子接合工程が簡単になり且つ
高信頼性が得られるメリットがある。

【００２７】次に、図９に示されるようなＴ形巻芯コア
２８を構成要素とするコイル部品４０は、上記コイル部
品３０のように空芯コイル２０を用いるのではなく、前
記Ｔ形巻芯コア２８に直接に平角線５をα巻した巻線部
３を備えるコイル３５を構成要素とする。以下、その製
造方法は、断面が凹型の外装コア２５と巻芯部の一端に
鍔部を備える断面がＴ形のＴ形巻芯コア２８を作る工程
と、前記外装コア２５に端子電極２９ａ、２９ｂを形成
する工程と、前述のコイルの製造方法にて前記Ｔ形巻芯
コア２８の巻芯部２６に巻線部３を巻回したコイル３５
を形成する工程と、前記コイル３５の両端末を折曲加工
して端子接合部２２ａ、２２ｂを形成する工程と、前記
コイル３５の端子接合部２２ａ、２２ｂを前記外装コア
２５の端子電極２９ａ、２９ｂに接合する工程と、前記
コイル３５が形成されたＴ形巻芯コア２８と前記外装コ
ア２５とを相互に接着固定する工程と、を有する製造工
程を経て製造される。その断面は図１０の断面図のよう
な構造となり、前記コイル部品３０との違いは、構成要
素のコイル３５が初めより有芯コイルである点だけであ
るが、α巻された巻線部３がＴ形巻芯コア２８の巻芯部
２６に密着しているので、一定寸法において隙間Ｓを設
けざるを得ない空芯コイル２０の場合よりも巻数を多く
することができ、磁気特性も一層良好となる。換言すれ
ば、所定の特性を得るにつき、コイル部品をより小型化
することができる。

【００２８】なお、上記コイル部品３０、４０はチョー
クコイル等のインダクタであり、使用する磁性コアは特
に制限ないが、その巻芯コアの形状は上記Ｔ形に限らず
Ｉ形でもよく、その材質も特に制限はないが、ニッケル
亜鉛系フェライトやマンガン−亜鉛系フェライト等が好
ましい。また、平角線５に厚さ０．０５〜０．１ｍｍ、
幅１ｍｍ程度のものを使用すれば一層の小型化が実現す
る。

【００２９】

【発明の効果】本発明に係るコイルの製造方法及びコイ
ル部品とその製造方法は、上記のように構成されている
ため、 （１）請求項１記載のコイルの製造方法によれば、平角
線のよじれの虞れも無く、α巻による空芯コイルまたは
有芯コイルが極めて効率的に製造することができる。

【００３０】（２）請求項２に記載のコイル部品の製造
方法及びこれによって製造されたコイル部品では、特
に、空芯コイルの製造が効率的に行われ、且つ組み立て
工程の簡略化が実現する。

【００３１】（３）請求項３のコイル部品の製造方法及
びこれによって製造されたコイル部品では、特に、有芯
コイルの製造が効率的に行われ、且つ磁気特性（直流重
畳特性）に極めて優れたコイル部品となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で使用する巻線機の巻軸に対する巻始め
の状態を示す模式図である。

【図２】本発明で使用する巻線機の巻軸に対する巻終わ
りの状態を示す模式図である。

【図３】本発明で使用する巻線機のＴ形巻芯コアに対す
る巻始めの状態を示す模式図である。

【図４】本発明で使用する巻線機のＴ形巻芯コアに対す
る巻終わりの状態を示す模式図である。

【図５】本発明の製造方法で製造された平角線のα巻に
よる空芯コイルの斜視図である。

【図６】本発明に係る端子接合部を形成した空芯コイル
完成品の斜視図である。

【図７】本発明に係る空芯コイルを用いたコイル部品の
分解斜視図である。

【図８】本発明に係る空芯コイルを用いたコイル部品の
断面図である。

【図９】本発明に係る有芯コイルを用いたコイル部品の
分解斜視図である。

【図１０】本発明に係る有芯コイルを用いたコイル部品
の断面図である。

【図１１】コイルのα巻の巻始めを示す図である。

【図１２】コイルのα巻の中途状態を示す図である。

【図１３】コイルのα巻の巻終わりを示す図である。

【図１４】自己融着導線である平角線の断面図である。

【図１５】自己融着導線である平角線の形状を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ 巻軸 ２ 巻線 ３ 巻線部 ５ 平角線 ８ 融着材層 ９ 絶縁被覆層 １０ 導線 １１ａ、１１ｂ フライヤー １２ａ、１２ｂ クランパー １３ａ、１３ｂ クランプ部 ２０ 空芯コイル ２２ａ、２２ｂ 端子接合部 ２５ 外装コア ２６ 巻芯部 ２７ 鍔部 ２８ Ｔ形巻芯コア ２９ａ、２９ｂ 端子電極 ３０、４０ コイル部品 ３５ コイル

フロントページの続き (72)発明者 今井 高明 東京都台東区上野６丁目16番20号 太陽誘 電株式会社内 (72)発明者 佐藤 栄一 東京都台東区上野６丁目16番20号 太陽誘 電株式会社内 Ｆターム(参考） 5E062 FF01 FG04 FG05 FG11

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導線の周囲に絶縁被覆層と融着材層とを
   順次積層した断面が矩形の平角線を巻線材とし、前記平
   角線の両端を巻線機のクランプ部に各々クランプすると
   ともに前記平角線の中央付近を巻軸に対して斜交いに当
   てて前記クランプ部が巻軸に近づくように移動させなが
   ら前記平角線の両端を互いに反対方向に巻回して前記巻
   軸の軸方向に２段となる巻線部を形成する工程と、前記
   クランプ部を通して前記巻軸に巻回した平角線の両端に
   通電加熱して巻線部を自己融着させる工程と、を有する
   ことを特徴とするコイルの製造方法。
2. 【請求項２】 断面が凹型の外装コアと巻芯部の一端に
   鍔部を備える断面がＴ形の巻芯コアを作る工程と、前記
   外装コアに端子電極を形成する工程と、請求項１に記載
   のコイルの製造方法にて空芯コイルを製作する工程と、
   前記空芯コイルの両端末を折曲加工して端子接合部を形
   成する工程と、前記空芯コイルを前記外装コアに内装し
   つつ端子接合部を前記外装コアの端子電極に接合する工
   程と、前記巻芯コアの巻芯部を前記空芯コイルに挿通す
   る工程と、前記巻芯コアと前記外装コアとを相互に接着
   固定する工程と、を有することを特徴とするコイル部品
   の製造方法。
3. 【請求項３】 断面が凹型の外装コアと巻芯部の一端に
   鍔部を備える断面がＴ形の巻芯コアを作る工程と、前記
   外装コアに端子電極を形成する工程と、請求項１に記載
   のコイルの製造方法にて前記巻芯コアの巻芯部にコイル
   を形成する工程と、前記コイルの両端末を折曲加工して
   端子接合部を形成する工程と、前記コイルの端子接合部
   を前記外装コアの端子電極に接合する工程と、前記コイ
   ルが形成された巻芯コアと前記外装コアとを相互に接着
   固定する工程と、を有することを特徴とするコイル部品
   の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項２または請求項３に記載のコイル
   部品の製造方法にて製造されたコイル部品。