JP2005057113A - 平角線連続コイルおよびこれを用いたコイル部品 - Google Patents

Abstract

【課題】平角電線が撓んで変形することをなくした平角線連続コイルを提供し、これを用いてコイル部品の信頼性の低下を防止するとともに損失を低減したコイル部品を提供することを目的としている。
【解決手段】第一コイル部３２と第二コイル部３３は、平角電線３１を直線状にした直線部３５と幅方向に折曲した折曲部３６とを交互に形成した矩形状に巻回しており、第一コイル部３２と第二コイル部３３との中間部に、平角電線３１の表裏を反転して、第一コイル部３２と第二コイル部３３との巻回方向を逆方向にするとともに第一コイル部と第二コイル部３３とを平行に配置した反転部３９を設け、反転部を平角電線３１の直線部３５に形成した平角線連続コイル。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種電子機器に利用される平角線連続コイルおよびこれを用いたリアクトル、チョークコイル等のコイル部品に関するものである。

従来、電源装置等には電力の力率改善やノイズ除去を目的に、Ｏ型等の閉磁路磁心の対向する磁脚に、二つに分割したコイルを装着し、この二つのコイルの一端を接続してリアクタンスを形成したコイル部品が使用されている。

そして、近年、電源装置に通電する電流の大電流化に伴い、このコイル部品の損失低減を目的に、コイルの占積効率が良い平角電線を用いるとともに、分割した二つのコイルの接続をなくして、分割した二つのコイルを連続して巻回した平角線連続コイルを用いることが多くなっている。

以下、従来の平角線連続コイルおよびそれを用いたコイル部品について図面を参照しながら説明する。

図６は従来の平角線連続コイル８の平面図、図７は従来の平角線連続コイル８の製造工程を示す平面図、図８は従来の平角線を用いたコイル部品の上面側の平面図、図９は図８におけるＡ−Ａ線の断面図である。

図６、図７において、従来の平角線連続コイル８は、まず、図７（ａ）に示すように、絶縁被膜付きの平角電線１を幅方向に連続して湾曲させて円形にするとともに厚み方向に積層して巻回した一軸コイル２を形成している。

そして図７（ｂ）に示すように、一軸コイル２の中間部４を平角電線１の曲率を大きくする方向に広げて一軸コイル２を分けることにより、一軸コイル２の一方の端部３から中間部４までの第一コイル部５と一軸コイル２の他方の端部６から中間部４までの第二コイル部７を形成し、図７（ｃ）に示すように中間部４を捩って第二コイル部７を第一コイルに対して１８０°折り返して平角線連続コイル８を形成していた。

そして、図８、図９に示すように、断面形状が矩形状の一対のカットコア９を、第一コイル部５と第二コイル部７の内部で突き合わせるように装着して閉磁路磁心１１を形成しコイル部品１０を構成していた。

なお、この出願に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開平１０−１７２８５２号公報

しかしながら、従来の構成では、平角電線１を円形に巻回しているので、中間部４の平角電線１を曲率を大きくする方向に広げた際に、図１０の従来の平角線連続コイルの曲率を大きく広げた中間部の拡大斜視図に示すように、外周側の平角導線を押し縮めるように力が作用して中間部４の平角電線１が撓んで変形が生じる恐れがあった。

そして、中間部４の平角電線１を捩って第二コイル部７を第一コイル部５に対して１８０°折り返した際に、中間部４の平角導線の変形によって、捩った部分の形状が不安定になるとともに第一コイル部５に対して第二コイル部７が位置ずれすることがあった。

また、この平角線連続コイル８に断面形状が矩形状の閉磁路磁心１１を組みこんだコイル部品９においては、変形した中間部４の平角電線１や、位置ずれした第二コイル部７が閉磁路磁心１１と接触して信頼性が低下する恐れがあった。

そして、円形に巻回した第一コイル部５および第二コイル部７と閉磁路磁心１１との間の隙間１２が大きくなり、漏れ磁束による損失が大きくなっていた。

このように、従来の平角線連続コイル８は、平角電線１を円形に巻回したことにより、中間部４の形状や第二コイル部７の位置決めが不安定となり、この平角線を用いたコイル部品９では、信頼性が低下するとともに損失が大きくなるといった問題点を有していた。

本発明は上記問題点を解決し、平角電線が撓んで変形することをなくした平角線連続コイルを提供し、これを用いてコイル部品の信頼性の低下を防止するとともに損失を低減したコイル部品を提供することを目的としている。

上記問題点を解決するために本発明は、以下の構成を有する。

本発明の請求項１記載の発明は、第一コイル部と第二コイル部は、平角電線を直線状にした直線部と幅方向に折曲した折曲部とを交互に形成した矩形状に巻回しており、第一コイル部と第二コイル部との中間部に、平角電線の表裏を反転して、第一コイル部と第二コイル部との巻回方向を逆方向にするとともに第一コイル部と第二コイル部とを平行に配置した反転部を形成し、反転部を平角電線の直線部に設けた構成である。

上記構成により、第一コイル部と第二コイル部は、平角電線を直線状にした直線部と幅方向に折曲した折曲部とを交互に形成した矩形状に巻回しており、第一コイル部と第二コイル部との中間部に、平角電線の表裏を反転して、第一コイル部と第二コイル部との巻回方向を逆方向にするとともに第一コイル部と第二コイル部とを平行に配置した反転部を形成し、反転部を平角電線の直線部に設けたので、中間部の平角電線を反転部で反転させる際に、撓んで変形した平角電線を反転させることがなくなり、平角電線を容易に反転させることができるとともに、反転部の形状を安定させることができる。

このとき、反転部に隣接した直線部に沿わせて平角電線を反転させれば、第一コイル部に対して第二コイル部を的確に位置決めすることができる。

本発明の請求項２に記載の発明は、特に、反転部は、中間部の平角電線を直線部の長さ方向に折り返して形成した構成である。

上記構成により、反転部は、中間部の平角電線を直線部の長さ方向に折り返して形成したので、平角電線を直線部の長さ方向に折り返して平角電線の表裏を反転すれば、容易に第二コイル部を第一コイル部と平行に配置することができる。

本発明の請求項３に記載の発明は、特に、反転部を形成した直線部の長さ寸法を、隣接した直線部の長さ寸法より長くした構成である。

上記構成により、反転部を形成した直線部の長さ寸法を、隣接した直線部の長さ寸法より長くしているので、反転部を折り返した際に、第一コイル部と第二コイル部との間隔を離すことができ、反転部を形成した直線部の長さ寸法を調整すれば、第一コイル部と第二コイル部との間隔を調整することができる。

本発明の請求項４に記載の発明は、特に、反転部に、巻軸方向の外方に湾曲させた湾曲部を設けた構成である。

上記構成により、反転部に、巻軸方向の外方に湾曲させた湾曲部を設けているので、反転部で折り返した際に、折り返し部分の角度が緩やかになり平角電線の絶縁被膜が劣化することを抑制することができる。

本発明の請求項５に記載の発明は、特に、反転部は、中間部の平角電線を幅方向に捩って形成した構成である。

上記構成により、反転部は、中間部の平角電線を幅方向に捩って形成しているので、平角電線を幅方向に捩って平角電線の表裏を反転すれば、容易に第二コイル部を第一コイル部と平行に配置することができる。

本発明の請求項６に記載の発明は、特に、反転部を、第一コイル部と第二コイル部との間に配置した構成である。

上記構成により、反転部を、第一コイル部と第二コイル部との間に配置したので、中間部の平角電線を捩って平角電線を反転させても、平角電線を捩った部分と隣接した直線部が重なり合うことがなく、平角線連続コイルの外形寸法を小さくすることができる。

本発明の請求項７に記載の発明は、特に、請求項１に記載の平角線連続コイルを用い、平行に対向した磁脚を有するとともに断面形状が矩形状の閉磁路磁心の一方の磁脚の外周に第一コイル部を装着し、他方の磁脚の外周に第二コイル部を装着した構成である。

上記構成により、請求項１に記載の平角線連続コイルを用い、平行に対向した磁脚を有するとともに断面形状が矩形状の閉磁路磁心の一方の磁脚の外周に第一コイル部を装着し、他方の磁脚の外周に第二コイル部を装着すれば、請求項１に記載の平角線連続コイルは、反転部の形状が安定しているとともに第二コイル部の位置が安定しているので、平角線連続コイルと閉磁路磁心が接触することを防止することができる。

また、第一コイル部と第二コイル部とを矩形状に巻回しているので、第一コイル部および第二コイル部と断面形状が矩形状の閉磁路磁心との隙間を小さくすることができ、漏れ磁束による損失を低減したコイル部品を構成することができる。

本発明の平角線連続コイルは、第一コイル部と第二コイル部を、平角電線を直線状にした直線部と幅方向に折曲した折曲部とを交互に形成した矩形状に巻回しており、第一コイル部と第二コイル部との中間部に反転部を形成し、反転部を平角電線の直線部に設けた構成である。

これにより、平角線連続コイルの反転部の形状が変形したり第二コイル部が位置ずれすることを防止でき、この平角線連続コイルに断面形状が矩形状の閉磁路磁心を組み込んだコイル部品では、平角線連続コイルと閉磁路磁心が接触して信頼性が低下することを防止でき、矩形状に巻回した第一コイル部および第二コイル部と閉磁路磁心との間の漏れ磁束による損失を低減できるという効果を奏するものである。

（実施の形態）
以下、本発明の一実施の形態を用いて、本発明の全請求項について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の一実施の形態の平角線連続コイルの斜視図、図２は同平角線連続コイルを用いたコイル部品の斜視図、図３は図２におけるＢ−Ｂ線の断面図である。

図１〜図３において、本発明の平角線連続コイルは、絶縁被膜付き平角電線３１を厚み方向に巻回した第一コイル部３２と、第一コイル部３２に連続して巻回するとともに平角電線３１の厚み方向に巻回した第二コイル部３３とを備えている。

このとき、第一コイル部３２と第二コイル部３３は、中央に貫通孔３４を形成するとともに平角電線３１を直線状にした直線部３５と幅方向に折曲した折曲部３６とを交互に形成した矩形状に巻回している。

そして、第一コイル部３２と第二コイル部３３との中間部３７に、平角電線３１の表裏を反転して、第一コイル部３２と第二コイル部３３との巻回方向３８を逆方向にするとともに第一コイル部３２と第二コイル部３３とを平行に配置した反転部３９を設け、この反転部３９を平角電線３１の直線部３５に形成している。

また、反転部３９を形成した直線部３５の長さ寸法を、隣接した直線部３５の長さ寸法より長くしており、反転部３９は、中間部３７の平角電線３１を直線部３５の長さ方向に折り返して形成するとともに、反転部３９に、巻軸方向の外方に湾曲させた湾曲部４０を形成して平角線連続コイル４１を構成している。

そして、上記平角線連続コイル４１を用い、平行に対向した磁脚４２を有するとともに断面形状が矩形状の閉磁路磁心４４の一方の磁脚４５の外周に第一コイル部３２を装着し、他方の磁脚４６の外周に第二コイル部３３を装着してコイル部品４７を構成している。

この閉磁路磁心４４は、例えば、磁性鋼板を巻回した断面矩形状の巻き鉄心をＵ字形状のカットコア４８に分割し、第一コイル部３２と第二コイル部３３の貫通孔３４に両端からカットコアの磁脚４２を組み込んで閉磁路を形成したものである。

以上のように構成された平角線連続コイル４１およびこれを用いたコイル部品４７について、以下その動作を説明する。

第一コイル部３２と第二コイル部３３は、平角電線３１を直線状にした直線部３５と幅方向に折曲した折曲部３６とを交互に形成した矩形状に巻回しており、第一コイル部３２と第二コイル部３３との中間部３７に、平角電線３１の表裏を反転して、第一コイル部３２と第二コイル部３３との巻回方向３８を逆方向にするとともに第一コイル部３２と第二コイル部３３とを平行に配置した反転部３９を形成し、反転部３９を平角電線３１の直線部３５を設けたので、中間部３７の平角電線３１を反転部３９で反転させる際に、撓んで変形した平角電線３１を反転させることがなくなり、平角電線３１を容易に反転させることができるとともに、反転部３９の形状を安定させることができる。

このとき、反転部３９に隣接した直線部３５に沿わせて平角電線３１を反転させれば、第一コイル部３２に対して第二コイル部３３を的確に位置決めすることができる。

そして、反転部３９は、中間部３７の平角電線３１を直線部３５の長さ方向に折り返して形成したので、平角電線３１を直線部３５の長さ方向に折り返して平角電線３１の表裏を反転すれば、容易に第二コイル部３３を第一コイルと平行に配置することができる。

このとき、反転部３９が閉磁路磁心４４の内側に配置されることがなくなるので、閉磁路磁心４４を組み込む場合には、閉磁路磁心４４の寸法を小さくすることができる。

さらに、反転部３９を形成した直線部３５の長さ寸法を、隣接した直線部３５の長さ寸法より長くしているので、反転部３９を折り返した際に、第一コイル部３２と第二コイル部３３との間隔４９を離すことができ、反転部３９を形成した直線部３５の長さ寸法を調整すれば、第一コイル部３２と第二コイル部３３との間隔４９を調整することができる。

また、反転部３９に、巻軸方向の外方に湾曲させた湾曲部４０を設けているので、反転部３９で折り返した際に、折り返し部分の角度５０が緩やかになり平角電線３１の絶縁被膜が劣化することを抑制することができる。

そして、上記の平角線連続コイル４１を用い、平行に対向した磁脚４２を有するとともに断面形状が矩形状の閉磁路磁心４４の一方の磁脚４５の外周に第一コイル部３２を装着し、他方の磁脚４６の外周に第二コイル部３３を装着してコイル部品４７を構成すれば、平角線連続コイル４１は、反転部３９の形状が安定しているとともに第二コイル部３３の位置が安定しているので、平角線連続コイル４１と閉磁路磁心４４が接触することを防止することができる。

また、第一コイル部３２と第二コイル部３３とを矩形状に巻回しているので、第一コイル部３２および第二コイル部３３と断面形状が矩形状の閉磁路磁芯４４との隙間５１を小さくすることができ、漏れ磁束による損失を低減したコイル部品４７を構成することができる。

なお、上記実施の形態では、中間部３７の平角電線３１を直線部３５の長さ方向に折り返して形成した反転部３９を用いて説明したが、図４の本発明の一実施の形態の平角線連続コイル４１の他の例を示す正面図、図５の同平面図に示すように、中間部３７の平角電線３１を幅方向に捩って反転部３９を形成しても良く、上記実施の形態と同様に、容易に第二コイル部３３を第一コイル部と平行に配置することができる。

このとき、反転部３９を、第一コイル部３２と第二コイル部３３との間に配置すれば、中間部３７の平角電線３１を捩って平角電線３１を反転させても、平角電線３１を捩った部分と隣接した直線部３５が重なり合うことがなく、平角線連続コイル４１の外形寸法を小さくすることができる。

本発明にかかる平角線連続コイルおよびこれを用いたコイル部品は、コイル部品の損失を低減し、信頼性が低下することを抑制することができ、各種電子機器に利用される平角線連続コイルおよびこれを用いたリアクタ、チョークコイル等のコイル部品に有用である。

本発明の一実施の形態の平角線連続コイルの斜視図 同実施の形態における平角線連続コイルを用いたコイル部品の斜視図 図２におけるＢ−Ｂ線の断面図 同実施の形態の平角線連続コイルの他の例を示す正面図 同実施の形態の平角線連続コイルの平面図 従来の平角線連続コイルの平面図 （ａ）同平角線連続コイルの製造工程の一軸コイルを巻回した状態を示す平面図、（ｂ）同平角線連続コイルの製造工程の中間部の曲率を大きく広げた状態を示す平面図、（ｃ）同平角線連続コイルの製造工程の中間部を捩った状態を示す平面図 同平角線を用いたコイル部品の上面側の平面図 図８におけるＡ−Ａ線の断面図 従来の平角線連続コイルの曲率を大きく広げた中間部の拡大斜視図

符号の説明

３１ 平角電線
３２ 第一コイル部
３３ 第二コイル部
３４ 貫通孔
３５ 直線部
３６ 折曲部
３７ 中間部
３８ 巻回方向
３９ 反転部
４０ 湾曲部
４１ 平角線連続コイル
４２ 磁脚
４４ 閉磁路磁心
４５ 一方の磁脚
４６ 他方の磁脚
４７ コイル部品
４８ Ｕ字形状のカットコア
４９ 第一コイル部と第二コイル部との間隔
５０ 折り返し部分の角度
５１ 隙間

Claims (7)

1. 絶縁被膜付き平角電線を厚み方向に巻回した第一コイル部と、前記第一コイル部に連続して巻回するとともに前記平角電線の厚み方向に巻回した第二コイル部とを備え、前記第一コイル部と前記第二コイル部は、前記平角電線を直線状にした直線部と幅方向に折曲した折曲部とを交互に形成した矩形状に巻回しており、前記第一コイル部と前記第二コイル部との中間部に、前記平角電線の表裏を反転して、前記第一コイル部と前記第二コイル部との巻回方向を逆方向にするとともに前記第一コイル部と前記第二コイル部とを平行に配置した反転部を設け、前記反転部を前記平角電線の前記直線部に形成した平角線連続コイル。
2. 反転部は、中間部の平角電線を直線部の長さ方向に折り返して形成した請求項１に記載の平角線連続コイル。
3. 反転部を形成した直線部の長さ寸法を、隣接した直線部の長さ寸法より長くした請求項２に記載の平角線連続コイル。
4. 反転部に、巻軸方向の外方に湾曲させた湾曲部を設けた請求項２に記載の平角線連続コイル。
5. 反転部は、中間部の平角電線を幅方向に捩って形成した請求項１に記載の平角線連続コイル。
6. 反転部を、第一コイル部と第二コイル部との間に配置した請求項５に記載の平角線連続コイル。
7. 請求項１に記載の平角線連続コイルを用い、平行に対向した磁脚を有するとともに断面形状が矩形状の閉磁路磁心の一方の前記磁脚の外周に第一コイル部を装着し、他方の磁脚の外周に第二コイル部を装着したコイル部品。

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