JP2008186980A - コイル及びコイルの成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のコイル要素の配列を高精度として各コイル要素内にコアを確実に挿入することができるコイルを実現する。
【解決手段】リアクトルコイル１２は、１本の平角線１７がエッジワイズ状に角巻きされることにより角筒形状に積層されて形成された第１のコイル要素１２１と、第１コイル要素の巻き終わり端部にて、平角線が第１コイル要素の巻き方向とは反対の方向にエッジワイズ状に角巻きされることにより、第１コイル要素の積層方向とは反対の方向に積層されて形成された第２のコイル要素１２２を備えている。そして、第２のコイル要素の巻き終わり前にて巻き途中の当該第２のコイル要素と前記第１のコイル要素との位置関係を測定して求めたオフセット量に基づいて、平角線がオフセット巻きされることにより、第２コイル要素の巻き終わり時点で第１コイル要素と第２コイル要素が連続して並列状態に成形される。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子部品としてのコイル及び当該コイルの成形方法に関し、特に、リアクトルのコイルとして用いるのに好適なコイル及び当該コイルの成形方法に関する。

例えば、リアクトルは、一般に巻線であるコイルと磁性体のコアを備え、コアにコイルが巻回されることによりインダクタンスを得る。従来、リアクトルは、昇圧回路、インバータ回路、アクティブフィルタ回路等に用いられているが、かかるリアクトルとしては、コアと当該コアに巻回されたコイルとを他の絶縁部材等と共に金属等のケース内に収納する構造のものが多く用いられるようになっている（例えば、特許文献１参照）。そして、例えば、車載用の昇圧回路に用いられるリアクトルにおいては、高電流領域における高いインダクタンス値を得るために所定の巻径と巻数により形成した単独コイル要素を２個並列状に形成し、双方のコイル要素を流れる電流の方向が互いに逆向きになるように連結（接続）した構成のコイルが用いられている。

かかる従来のコイルとしては、第１の従来例として、上述した２個のコイル要素をそれぞれ個別の巻線により形成し、各巻線の連結側の端部を連絡用ターミナルを介して溶接することにより接続する構成のものがある（例えば、特許文献２参照）。また、第２の従来例として、並列状に並ぶ同一巻き方向の２個のコイル要素を１本の平角線材のエッジワイズ巻きによって形成すると共に、相互に連続する上記２個のコイル要素の相互間に架かる平角線材の連結部を長手方向に直交する幅方向に沿って二つ折り状に折り返すようにして双方のコイル要素の端面による外形内に収める構成のものもある（上記特許文献２参照）。

特開２００３−１２４０３９号公報 特許第３７３７４６１号公報

リアクトルの２個のコイル要素内には例えば略リング状のコアが挿入されるため、２個のコイル要素は高い配列精度が要求される。ところが、上述した第１の従来例のコイルでは、連絡用ターミナルを介して２個のコイル要素の巻線の連結側の端部を相互に連結するため、２個のコイル要素の配列にバラツキが生じ易く、コアを挿入することができない場合がある。また、この第１の従来例のコイルでは、両コイル要素と連絡用ターミナルとの接続のために、まず各巻線や連絡用ターミナルの連結側端部の皮膜を剥がし、その上で当該箇所を溶接するという作業が必要となるので、製造作業が大変煩雑になっていた。更に、個別の巻線により形成された２個のコイル要素を連絡用ターミナルを介した溶接により電気的に接続するため、どうしても溶接部の信頼性が問題となり、溶接の具合如何によりコイルの電気的特性にバラツキが生じてしまうという問題もあった。

一方、上述した第２の従来例のコイルでは、２個のコイル要素を同一の巻線によって形成し、連結部を二つ折り状に折り返すようにしているので、２個のコイル要素の配列のバラツキは生じ難い。ところが、折り返しの具合如何によりコイルの電気的特性にバラツキが生じてしまう可能性も否定できない。更に、両コイル要素と連絡用ターミナルとの溶接の工程は不要であるが、上述した折り返しのための作業工程が必要となるので、その分製造作業が煩雑となるという問題もある。

本発明の第１の目的は、複数のコイル要素を含むコイルにおいて、複数のコイル要素の配列を高精度として各コイル要素内にコアを確実に挿入することができる技術を提供することにある。

本発明の第２の目的は、複数のコイル要素を含むコイルにおいて、コイル要素相互の連結部の溶接や折り返しを不要とすることにより、特性のバラツキを無くし高い信頼性が得られる技術を提供することにある。

本発明の第３の目的は、複数のコイル要素を含むコイルにおいて、コイル要素相互の連結部の溶接や折り返しを不要とすることにより、その分製造作業の簡略化を可能とする技術を提供することにある。

本発明者は、複数のコイル要素を同一の平角線材によって形成すると共に、連結部の折り返しを不要とするように、複数のコイル要素を同一側に形成しながらも、それらのコイル要素を流れる電流の方向が互いに逆向きになるように、且つそれらのコイル要素の配列を高精度に保ちつつ連結する新規な構成のコイル及びその成形方法を見出した。

即ち、上記第１乃至第３の目的を達成するため、本発明のコイルは、１本の平角線がエッジワイズ状に角巻きされることにより角筒形状に積層されて形成された第１のコイル要素と、当該第１のコイル要素の巻き終わり端部にて、前記平角線が当該第１のコイル要素の巻き方向とは反対の方向にエッジワイズ状に角巻きされることにより、当該第１のコイル要素の積層方向とは反対の方向に積層されて形成された第２のコイル要素とを少なくとも備えたコイルであって、前記第２のコイル要素の巻き終わり前にて巻き途中の当該第２のコイル要素と前記第１のコイル要素との位置関係を測定して求めたオフセット量に基づいて、前記平角線がオフセット巻きされることにより、前記第２のコイル要素の巻き終わり時点で前記第１のコイル要素と前記第２のコイル要素が連続して並列状態に形成されることを特徴とする。

かかる構成によれば、オフセット巻きにより第２のコイル要素の巻線工程中における各辺を成形する際の線材送り誤差の累積を解消することができるので、第１のコイル要素と第２のコイル要素の配列を高精度とすることができ、各コイル要素内に例えば略リング状のコアを確実に挿入することができる。また、コイル要素相互を連結するための溶接やコイル要素相互を並置するための折り返しは不要となるので、特性のバラツキが無く、信頼性の高いコイルが得られる。更に、溶接作業や折り返しの作業が不要となるので、その分製造作業を簡略化することができる。

また、上記第１乃至第３の目的を達成するため、本発明のコイルの成形方法は、１本の平角線材がエッジワイズ状に角巻きされることにより角筒形状に積層されて少なくとも第１及び第２のコイル要素が並列状態で、且つ、相互に巻き方向が反対になるように連続して形成されるコイルの成形方法であって、第１の巻線ヘッドと該第１の巻線ヘッドと所定の間隔だけ離間して設けられた第２の巻線ヘッドとを用いて前記１本の平角線材から前記第１及び前記第２のコイル要素を連続して形成するコイルの成形方法において、
前記第１のコイル要素と前記第２のコイル要素の巻線に必要な長さの前記平角線材を用意し、該平角線材を前記第２の巻線ヘッド側から前記第１の巻線ヘッド側へ送って当該第１の巻線ヘッドにセットし、前記平角線材の先端が前記第１の巻線ヘッドから所定長突出した状態に設定する平角線材の第１送り工程と、
前記第１の巻線ヘッドを用いて前記第１のコイル要素の所定の巻数まで前記平角線材を巻線して前記第１のコイル要素を形成する第１のコイル要素の巻線工程と、
先端に前記第１のコイル要素が形成された前記平角線材を再び前記第２の巻線ヘッド側から前記第１の巻線ヘッド側へ送る平角線材の第２送り工程と、
前記第１のコイル要素の全体を折り曲げる（フォーミング）ことで、該第１のコイル要素を所定の姿勢状態に設定する第１のコイル要素のフォーミング工程と、
前記第２のコイル要素の巻き分を確保するために前記第２の巻線ヘッド側から前記第１の巻線ヘッド側へ更に前記平角線材を送り出す平角線材の第３送り工程と、
前記第２の巻線ヘッドを用いて前記第２のコイル要素の所定の巻数となる前まで前記平角線材を巻線し、巻き途中の当該第２のコイル要素と前記第１のコイル要素との位置関係を測定してオフセット量を求め、当該オフセット量に基づいて前記平角線材をオフセット巻きして前記第２のコイル要素を形成する第２のコイル要素の巻線工程と、を有することを特徴とする。

かかる構成によれば、オフセット巻きにより第２のコイル要素の巻線工程中における各辺を成形する際の線材送り誤差の累積を解消することができるので、第１のコイル要素と第２のコイル要素の配列を高精度とすることができ、各コイル要素内に例えば略リング状のコアを確実に挿入することができる。また、コイル要素相互を連結するための溶接作業やコイル要素相互を並置するための折り返し作業は不要となるので、特性のバラツキが無く、信頼性の高いコイルの成形方法が得られる。更に、溶接工程や折り返しの工程が不要となるので、その分製造作業を簡略化することができる。

尚、前記平角線材の第２送り工程では、前記第１のコイル要素と前記第２のコイル要素との間隔を確保するために所定のコイル間隔長だけ余分に前記平角線材を送るようにしても良い。

かかる構成により、第１のコイル要素と第２のコイル要素との所定のコイル間隔長を予め確保し易くなるので、第１のコイル要素と第２のコイル要素のコイル間隔のバラツキを無くすことも可能となり、この点からも成形されたコイルの信頼性を高めることができる。

また、前記第２のコイル要素の巻線工程では、前記第１のコイル要素と前記第２のコイル要素の軸心間の距離を所定長として確保することができるように前記オフセット量を求めるようにしても良い。

かかる構成により、第１のコイル要素と第２のコイル要素の軸心間の距離のバラツキを無くすことができるので、各コイル要素内に例えば略リング状のコアを確実に挿入することが可能となり、この点からも成形されたコイルの信頼性を更に高めることができる。

本発明によれば、巻き途中の第２のコイル要素と第１のコイル要素との位置関係を測定して求めたオフセット量に基づいてオフセット巻きしているので、第２のコイル要素の巻線工程中における各辺を成形する際の線材送り誤差の累積を解消して、第１のコイル要素と第２のコイル要素の配列を高精度とすることができる。このため、各コイル要素内に例えば略リング状のコアを確実に挿入することができ、信頼性が高く、電気的特性の安定したコイルを得ることができ、また、当該コイルを成形することができる。

また、溶接部の信頼性が問題となることが無く、折り返しの具合如何によりコイルの電気的特性にバラツキが生じてしまう可能性も無くなるので、信頼性が高く、電気的特性の安定したコイルを得ることができ、また、当該コイルを成形することができる。

更に、両コイル要素と連絡用ターミナルとの溶接の工程や折り返しのための作業工程が不要となるので、その分製造作業を簡略化することが可能である。

本発明の実施形態に係るコイルについて図面を参照して詳細に説明する。本実施形態では、本発明のコイルをリアクトルのコイル（以下、リアクトルコイルと呼ぶ）に適用した。図１は、本発明の実施形態のリアクトルコイルを含む一例としてのリアクトルの斜視図、図２は、図１に示したリアクトルの分解斜視図である。このリアクトル１０は、例えば、強制冷却手段を有する機器の電気回路に使用され、リアクトルコイル１２、リアクトルコア９、ボビン４、熱伝導性ケース１、絶縁兼放熱シート７等を含んでいる。このリアクトル１０は、図１に示すように、リアクトルコイル１２内にリアクトルコア９が挿入され、これらが熱伝導性ケース１内に収納され充填材８が流し込まれて固定された構成となっている。尚、熱伝導性ケース１の４隅にあるリアクトル固定用穴１３は、熱伝導性ケース１を、例えば、強制冷却された筐体等に固定するためのネジ穴である。

リアクトルコイル１２は、図１に示すように、１本の平角線１７がエッジワイズ状に角巻きされることにより角筒形状に積層されて形成された第１コイル要素１２１と第２コイル要素１２２を備えている。ここで、エッジワイズ状に巻くとは、平角線１７を縦に巻く巻き方をいう。また、角巻きとは、コイルを角型に巻くことをいい、コイルを丸型に巻く（丸巻き）と対比される。リアクトルコイル１２の第１コイル要素１２１と第２コイル要素１２２それぞれの端部であるリード部１２１Ｌ、１２２Ｌは、例えば、平角線１７の被覆を剥離し、導体を剥き出しにしており、図示しない圧着端子等を設けて他の電気部品等と接続される。そして、詳細は後述するが、第１コイル要素１２１と第２コイル要素１２２の連結部分近傍の第２コイル要素１２２側の一辺の部分（以下、オフセット部分という）１２３は、リアクトルコイル１２を成形したときに発生する第１コイル要素１２１の軸心と第２コイル要素１２２の軸心との距離のバラツキを無くすためにオフセット量を持たせて巻線（以下、オフセット巻きという）されている。

リアクトルコア９は、図２に示すように、２個の磁性体のブロック３ａ、６個の磁性体のブロック３ｂ及び各ブロック３ｂ間に磁気ギャップとして挿入される８枚のシート材６から構成されている。リアクトルコア９の形状は、ブロック３ｂとシート材６で構成される２ヶ所の直線部とブロック３ａが結合した略リング状となっている。ボビン４は、図２に示すように、仕切部４ａ及び巻枠部４ｂから構成され、作業効率向上の観点から仕切部４ａと巻枠部４ｂが分離できる構造となっている。

このような構成のリアクトル１０の組立手順は、先ず、リアクトルコイル１２を形成した後、リアクトルコイル１２内に巻枠部４ｂを挿入し、巻枠部４ｂの両端から仕切部４ａを嵌め込む。そして、巻枠部４ｂ内にリアクトルコア９の直線部を構成するブロック３ｂとシート材６を挿入し、ブロック３ａとシート材６を接着する。このようにリアクトルコア９の各直線部に巻枠部４ｂを介してリアクトルコイル１２が形成されているので、所定の電気的特性を得ることができる。また、リアクトルコア９のブロック３ａはシート材６を介してリアクトルコア９の各直線部と接着されているので、ブロック３ａは外れない構造となっている。

次に、熱伝導性ケース１の底面に絶縁兼放熱シート７を敷いた後、熱伝導性ケース１にリアクトルコア９及びリアクトルコイル１２を収納する。そして、充填材８を熱伝導性ケース１内に流し込み、熱伝導性ケース１とリアクトルコア９及びリアクトルコイル１２を固定する。絶縁兼放熱シート７は、リアクトルコイル１２と熱伝導性ケース１間に配設され、両者を絶縁する。尚、絶縁兼放熱シート７は、周囲の充填材８よりも熱伝導率が良いシートを使用しているので、リアクトルコイル１２から発生した熱を効率良く熱伝導性ケース１に伝導させることができる。これにより、リアクトルコイル１２から発生した熱を、強制冷却手段で冷却された熱伝導性ケース１から効率よく放熱している。

以上のように、このリアクトル１０は、平角線１７が角巻きされることにより角筒形状に積層された第１コイル要素１２１と第２コイル要素１２２を有するリアクトルコイル１２を備えている。このため、第１コイル要素１２１と第２コイル要素１２２の底面側が平面状に形成されて、絶縁兼放熱シート７を介して熱伝導性ケース１の底面と接しているので、例えば、平角線が丸巻きされることにより円筒形状に積層されたコイル要素を備える場合に比べて、放熱性に優れている。また、同様に、円筒形状に積層されたコイル要素を備える場合に比べて、熱伝導性ケース１内のデッドスペースが少なくなり、より少ない容積のケースに収納することが可能であり、リアクトル全体の小型化に資する構成となっている。更に、リアクトルコイル１２は、平角線１７がエッジワイズ（縦）状に巻かれた第１コイル要素１２１と第２コイル要素１２２を備えているので、平角線の横巻きの場合と比べても線間の電圧を小さくすることができる。従って、例えば、１０００Ｖ等の大電圧が加わるリアクトルコイルである場合にも、高い信頼性を確保することが可能である。

図３は、図１に示したリアクトルコイル１２の詳細を示す斜視図である。図３に示すように、リアクトルコイル１２は、１本の平角線１７がエッジワイズ状に角巻きされることにより角筒形状に積層されて形成された第１コイル要素１２１と第２コイル要素１２２を備え、第１コイル要素１２１と第２コイル要素１２２が並列状態で、且つ、相互に巻き方向が反対になるように連続して形成されている。尚、２個のコイル要素１２１、１２２のリード部１２１Ｌ、１２２Ｌは、各コイル要素１２１、１２２の軸方向の同じ側にあるから、リード部１２１Ｌ、１２２Ｌの先端部に、図示しない端子を取り付ける場合にも、端子の位置を揃えることが可能である。

このリアクトルコイル１２は、１本の平角線１７がエッジワイズ状に角巻きされることにより角筒形状に積層されて形成された第１コイル要素１２１の巻き終わり端部１２１Ｅにおいて、平角線１７を第１コイル要素１２１からコイル間隔長だけ突き出させて略９０度折り曲げ、第１コイル要素１２１の積層方向（図３中に矢印Ａで示す）とは反対の方向（図３中に矢印Ｂで示す）に積層されるように、且つ、第１コイル要素１２１の巻き方向とは反対の方向にエッジワイズ状に角巻きされることにより、第２コイル要素１２２の巻き終わり時点で第１コイル要素１２１と第２コイル要素１２２が連続して並列状態に成形されることを特徴としている。

このように、リアクトルコイル１２は、第１コイル要素１２１の角巻きが終了した後に第２コイル要素１２２を角巻きするのに必要な長さの平角線１７を予め送り出し、第１コイル要素１２１が無い側の線材端から第２コイル要素１２２を角巻きして形成した２連の連結コイルである。このため、第２コイル要素１２２の角巻き工程中の各辺を成形するときの線材送り誤差の累積が、第１コイル要素１２１の軸心と第２コイル要素１２２の軸心との距離のバラツキとなって現れるおそれがある。第１コイル要素１２１と第２コイル要素１２２には、上述したように略リング状のリアクトルコア９の２ヶ所の直線部が挿入されるため、第１コイル要素１２１の軸心と第２コイル要素１２２の軸心との距離は高い寸法精度が要求される。そこで、線材送り誤差の累積を解消するために、第１コイル要素１２１と第２コイル要素１２２の連結部分近傍の第２コイル要素１２２側のオフセット部分１２３を余長部分としてオフセット巻きしている。

このオフセット巻きにより、第２コイル要素１２２の巻線工程中における各辺を成形する際の線材送り誤差の累積を解消することができるので、第１コイル要素１２１と第２コイル要素１２２の配列を高精度とすることができ、各コイル要素１２１、１２２内に略リング状のリアクトルコア９の２ヶ所の直線部を確実に挿入することができる。また、コイル要素１２１、１２２相互を連結するための溶接やコイル要素１２１、１２２相互を並置するための折り返しは不要となるので、特性のバラツキが無く、信頼性の高いコイルが得られる。更に、溶接作業や折り返しの作業が不要となるので、その分製造作業を簡略化することができる。

図４、図５及び図６は、図３に示したリアクトルコイル１２の成形方法を説明する図である。このリアクトルコイル１２の成形方法では、図４（ａ）乃至図６（ｊ）に示すように、第１コイル要素１２１用の巻線ヘッド１００と、第２コイル要素１２２用の巻線ヘッド２００とを用いて巻線を行う。巻線ヘッド１００と巻線ヘッド２００は、それぞれ所定の間隔をおいて対向して配置された２つの滑車状のヘッド部材を含んでいる。

先ず、図４（ａ）に示すように、線材としての平角線（以下、平角線材１７０と呼ぶ）を所定位置まで送り出す（平角線材の第１送り工程）。即ち、第１コイル要素１２１と第２コイル要素１２２の巻線に十分な長さの平角線材１７０を用意し、この平角線材１７０を巻線ヘッド２００側から巻線ヘッド１００側、即ち、図４（ａ）の矢印Ａに示す方向へ送って巻線ヘッド１００に通し、平角線材１７０の先端１７０ｆが所定長巻線ヘッド１００から突出した状態に設定する。ここで、平角線材１７０は、いわゆる角状の導線に被膜が施されたものである。尚、この平角線材１７０の先端１７０ｆは、後述するように、第１コイル要素１２１の端部１２１ａを構成する。

続いて、図４（ｂ）に示すように、巻線ヘッド１００を用いて第１コイル要素１２１を巻線する（第１コイル要素の巻線工程）。この場合、第１コイル要素１２１の所定の巻数まで巻回して第１コイル要素１２１を形成する。即ち、図４（ｂ）の矢印Ｂに示す方向へ平角線材１７０を巻いていくことで、第１コイル要素１２１を形成する。図４（ｂ）及び以降の図において、第１コイル要素１２１は、図面の用紙と直交する方向（用紙の下面方向又は上面方向）に所定寸法形成されるものとする。

そして、第１コイル要素１２１が形成されたら、続いて、図４（ｃ）に示すように、再び平角線材１７０を送り出す（平角線材の第２送り工程）。即ち、図４（ｃ）の矢印Ｃに示す方向へ平角線材１７０の先端１７０ｆ側を送り出す。この時、第１コイル要素１２１と第２コイル要素１２２との間隔を確保するために、後述する図４（ｄ）に示す所定のコイル間隔長Ｔだけ余分に平角線材１７０を送り出すようにする。

ここで、図４（ｄ）に示すように、第１コイル要素１２１の全体を９０度フォーミングする。即ち、図４（ｄ）の矢印Ｄに示す方向へ平角線材１７０を９０度フォーミングする（折り曲げる）ことで、第１コイル要素１２１を所定の姿勢状態に設定する。この場合、巻線ヘッド１００からコイル間隔長Ｔだけ更に突出させた位置で、巻線ヘッド１００を用いて平角線材１７０を９０度折り曲げる。即ち、所定のコイル間隔長Ｔだけずらした箇所で巻線ヘッド１００を用いて平角線材１７０を９０度折り曲げることで第１コイル要素１２１全体のフォーミングを行う。

続いて、図５（ｅ）に示すように、更に、平角線材１７０を送り出す（平角線材の第３送り工程）。即ち、図５（ｅ）の矢印Ｅに示す方向へ平角線材１７０の先端１７０ｆ側を更に送り出す。この工程は、本実施形態のリアクトルコイル１２の成形方法の大きな特徴の１つであり、第２コイル要素１２２の巻線に必要な線材長を確保するために、第１コイル要素１２１とそれに続く平角線材１７０を巻線ヘッド１００から相当な長さに亘って押し出すまで平角線材１７０を送り出すようにする。尚、本実施形態では、この時、平角線材１７０の供給源から十分な長さだけ押し出したら平角線材１７０を切断し、これにより形成される平角線材１７０の終端１７０ｂが第２コイル要素１２２の端部１２２ａを構成するようにする。

次に、図５（ｆ）に示すように、巻線ヘッド２００を用いて第２コイル要素１２２を巻線する（第２コイル要素の巻線工程）。この際、図５（ｆ）に示すように、巻線ヘッド２００を用いて第１コイル要素１２１とは逆の方向に平角線材１７０を巻くことで第２コイル要素１２２の巻線を行う。即ち、図５（ｆ）の矢印Ｆに示す方向へ平角線材１７０を巻くことで、第２コイル要素１２２の巻線を開始する。従って、図５（ｆ）に示すように、第２コイル要素１２２の巻線は、平角線材１７０における巻線ヘッド２００と巻線ヘッド１００の間にある長さ部分及び図５（ｅ）に示したように第１コイル要素１２１に続いて巻線ヘッド１００から押し出した部分を使用して行う。

図５（ｅ）及び（ｆ）に示すように、第１コイル要素１２１の巻線が完了した後、第２コイル要素１２２の巻線に必要な長さを送り出した上で、反対方向に巻き戻すようにして第２コイル要素１２２の巻線を行うのが本実施形態のリアクトルコイル１２の成形方法の大きな特徴の１つである。しかして、図５（ｇ）に示すように、第２コイル要素１２２の巻線により第１コイル要素１２１が巻線ヘッド２００の側、即ち、図５（ｇ）の矢印Ｇに示す方向に移動する。即ち、第１コイル要素１２１と第２コイル要素１２２が接近し始めることになる。

そして、図６（ｈ）に示すように、第２コイル要素１２２の巻線が進み、第１コイル要素１２１と第２コイル要素１２２が更に接近して例えば巻線完了から２ターン（２回の巻線）手前の状態になったら、両コイル要素１２１、１２２間の距離をセンサにより測定し、その測定データを巻線機の制御部のメモリに格納する。両コイル要素１２１、１２２間の距離とは、例えば図６（ｈ）に示す第１コイル要素１２１と第２コイル要素１２２の対向する各辺１２１ｈ、１２２ｈの中央間の距離Ｌ１や、第１コイル要素１２１の軸心と第２コイル要素１２２の軸心との距離等、両コイル要素１２１、１２２間が定義可能な距離で良い。また、センサとしては、既存の例えば光センサや機械式センサ等、距離が計測可能なセンサで良く、更には目視により測定した後に巻線機の制御部に測定値をデータ入力するようにしても良い。

そして、この測定した両コイル要素１２１、１２２間の距離に基づいて、図６（ｊ）に示す最終形態となったリアクトルコイル１２の第１コイル要素１２１の軸心Ｗ１と第２コイル要素１２２の軸心Ｗ２との距離ＬＬが所定長となるように、オフセット量Ｆを演算して通常の線材送り量に加算した線材送り量で平角線材１７０を送り出す。このように、リアクトルコイル１２の第１コイル要素１２１の軸心Ｗ１と第２コイル要素１２２の軸心Ｗ２との距離ＬＬを所定長とすることにより、略リング状のリアクトルコア９の２ヶ所の直線部が挿入可能となる。そして、第２コイル要素１２２が図６（ｈ）に示した状態から更に１／４周（９０度）巻回されて図６（ｉ）に示した状態になるまで巻線する。オフセット量Ｆは、例えば、巻線機の制御部のメモリに格納した第１コイル要素１２１と第２コイル要素１２２の対向する各辺１２１ｈ、１２２ｈの中央間の距離Ｌ１及び巻線機の制御部のメモリに予め格納された第１コイル要素１２１の辺１２１ｈの長さ（平角線材１７０の中央間の距離とする）ａ、平角線材１７０の幅ｂ、巻線ヘッド２００の直径ｒから次式（１）で求められる。
Ｆ＝（Ｌ１−ａ）／２＋（ｂ＋ｒ）…（１）
尚、図６（ｈ）に示すように、第１コイル要素１２１は巻線ヘッド１００から外れて、図６（ｈ）の矢印Ｈに示す方向へ第２コイル要素１２２まで接近する。従って、第１コイル要素１２１が巻線ヘッド１００から上側に外れるように第１コイル要素１２１を上昇させるような機構を備えることが望ましい。

続いて、図６（ｉ）に示すように、通常の線材送り量で平角線材１７０を送り出して、第２コイル要素１２２が図６（ｉ）に示した状態から更に１／４周（９０度）巻回されて図６（ｊ）に示した状態になるまで巻線することで、第２コイル要素１２２の形成が完了し、両コイル要素１２１と１２２の巻線が完了して、本実施形態のリアクトルコイル１２が成形されて完成する。このように、本実施形態のリアクトルコイル１２の成形方法の大きな特徴の１つである第１コイル要素１２１と第２コイル要素１２２の連結部分近傍の第２コイル要素１２２側のオフセット部分１２３を余長部分としてオフセット巻きしているので、線材送り誤差の累積を解消することができる。尚、オフセット巻きされる部分は、線材送り誤差の累積を解消する点では第１コイル要素１２１と第２コイル要素１２２の連結部分近傍の第２コイル要素１２２側のオフセット部分１２３が最も効果が期待できるが、特に限定されるものでは無く、第１コイル要素１２１側や第２コイル要素１２２側の任意の部分でも良い。

尚、リアクトルコイル１２の完成状態においては、第１コイル要素１２１の端部１２１ａ（平角線材１７０の先端１７０ｆ）と第２コイル要素１２２の端部１２２ａ（平角線材１７０の終端１７０ｂ）は、図６（ｊ）に示すように、同一方向に延伸した状態になる。また、両コイル要素１２１と１２２から成る完成したリアクトルコイル１２を巻線ヘッド２００から外す必要があるが、このために両コイル要素１２１と１２２を巻線ヘッド２００から上側に外れるように上昇させるような機構を備えることが望ましい。

以上の成形方法により、図３に示したように、線材送り誤差の累積を解消した折り返し部分を含まないリアクトルコイル１２が得られる。即ち、本実施形態のリアクトルコイル１２の成形方法では、形成した各々のコイル要素１２１、１２２の姿勢が既に図３の状態となっているため、略リング状のリアクトルコア９の２ヶ所の直線部を確実に挿入することができ、両コイル要素１２１、１２２の溶接（接続）工程或いは折り返し工程を省略することができる。前述した第１の従来例のコイルでは、両コイル要素を片側ずつ別個に巻いて、それらを溶接等により連結するのに対し、本実施形態では、両コイル要素１２１、１２２を両側で連続して巻いていくことで、連結のための部材や工数が不要になる。

溶接のための部材や工数が不要となるのは、前述した第２の従来例のコイルも同じであるが、第２の従来例のコイルでは、折り返しが必要なため、完成されたコイルに折り返し部分を含み、また、折り返しの工数が必要であったのに対し、本実施形態のリアクトルコイル１２及びその成形方法では、通常のリアクトルコイルの巻線（角巻き）の場合と同様の略９０度の折り曲げが必要となるだけで、完成されたリアクトルコイル１２に折り返しの箇所が無く、そのための工数は不要である。ここで、「折り返し」とは、第２の従来例のコイルのように、平角線を全体として１８０度近くまで屈曲させることをいい、「折り曲げ」とは、通常のリアクトルコイルの巻線（角巻き）の場合と同様に、平角線を略９０度屈曲させることをいう。即ち、第２の従来例のコイルでは、相互に連続する両コイル要素の相互間に架かる平角線の連絡部を平角線の長手方向に直交する幅方向に沿って二つ折り状に折り返すものであるが、本実施形態は、第１コイル要素１２１から第２コイル要素１２２に遷移する部分で平角線１７を第１コイル要素１２１の巻き方向とは反対の方向に略９０度折り曲げるようにした。即ち、平角線１７の第１コイル要素１２１から第２コイル要素１２２に遷移する部分を平角線１７の厚み方向に沿って略９０度折り曲げるようにしたものである。

このように、本実施形態のリアクトルコイル１２及びその成形方法では、両コイル要素１２１と１２２の配列が高精度となる連結の仕方に特徴がある。前述した第１の従来例のコイルでは、連絡用ターミナルや溶接部というコイルの巻線部分ではない、連結のためだけの部材や箇所が必要であった。また、前述した第２の従来例のコイルでも、折り返し部分というコイルの巻線部分ではない、連結のためだけの箇所が必要であった。これに対し、本実施形態のリアクトルコイル１２及びその成形方法では、図３に示すように、第１コイル要素１２１の巻線部分がそのまま９０度折れ曲がって第２コイル要素１２２の巻線部分でオフセット巻きされて繋がる構成となっており、線材送り誤差の累積が解消され、連結のためだけの部材や箇所は無く、全く無駄の無い画期的な構成、換言すれば、折り曲げ箇所以外は第１コイル要素１２１の一部又は第２コイル要素１２２の一部（インダクタンスを生じるコイルとして機能する部分）になっている。

また、第１の従来例のコイルと異なり、溶接部の信頼性が問題となることが無く、第２の従来例のコイルと異なり、折り返しの具合如何によりコイルの電気的特性にバラツキが生じてしまう可能性は無い。従って、信頼性が高く、電気的特性の安定したコイルを成形することができる。更に、両コイル要素と連絡用ターミナルとの溶接の工程や折り返しのための作業工程が不要となるので、その分製造作業が簡略になるという大きな利点もある。

以上、本発明について実施の形態をもとに説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の要旨を逸脱しない範囲で種々変更することができる。

本発明は、１本の平角線がエッジワイズ状に角巻きされることにより角筒形状に積層されて少なくとも第１及び第２のコイル要素が並列状に並んだ状態で、且つ、相互に巻き方向が反対になるように連続して形成されるコイルであれば、リアクトルのコイルに限らず、トランス等、他の電子部品のコイルにも広く適用可能である。

本発明の実施形態のコイルを含む一例としてのリアクトルの斜視図である。 図１に示したリアクトルの分解斜視図である。 本発明の実施形態のリアクトルコイルの斜視図である。 本発明の実施形態のリアクトルコイルの成形方法を説明するための第１の図である。 本発明の実施形態のリアクトルコイルの成形方法を説明するための第２の図である。 本発明の実施形態のリアクトルコイルの成形方法を説明するための第３の図である。

符号の説明

１ 熱伝導性ケース、 ４ ボビン、 ７ 絶縁兼放熱シート、 ８ 充填材、 ９ リアクトルコア、 １０ リアクトル、 １２ リアクトルコイル、 １３ リアクトル固定用穴、 １７ 平角線、 １２１Ｌ、１２２Ｌ リード部、 １２１ 第１コイル要素、 １２２ 第２コイル要素、 １２３ オフセット部分、 １００ 巻線ヘッド、 ２００ 巻線ヘッド、 １７０ 平角線材

Claims (4)

1. １本の平角線がエッジワイズ状に角巻きされることにより角筒形状に積層されて形成された第１のコイル要素と、当該第１のコイル要素の巻き終わり端部にて、前記平角線が当該第１のコイル要素の巻き方向とは反対の方向にエッジワイズ状に角巻きされることにより、当該第１のコイル要素の積層方向とは反対の方向に積層されて形成された第２のコイル要素とを少なくとも備えたコイルであって、
   前記第２のコイル要素の巻き終わり前にて巻き途中の当該第２のコイル要素と前記第１のコイル要素との位置関係を測定して求めたオフセット量に基づいて、前記平角線がオフセット巻きされることにより、前記第２のコイル要素の巻き終わり時点で前記第１のコイル要素と前記第２のコイル要素が連続して並列状態に形成されることを特徴とするコイル。
2. １本の平角線材がエッジワイズ状に角巻きされることにより角筒形状に積層されて少なくとも第１及び第２のコイル要素が並列状態で、且つ、相互に巻き方向が反対になるように連続して形成されるコイルの成形方法であって、第１の巻線ヘッドと該第１の巻線ヘッドと所定の間隔だけ離間して設けられた第２の巻線ヘッドとを用いて前記１本の平角線材から前記第１及び前記第２のコイル要素を連続して形成するコイルの成形方法において、
   前記第１のコイル要素と前記第２のコイル要素の巻線に必要な長さの前記平角線材を用意し、該平角線材を前記第２の巻線ヘッド側から前記第１の巻線ヘッド側へ送って当該第１の巻線ヘッドにセットし、前記平角線材の先端が前記第１の巻線ヘッドから所定長突出した状態に設定する平角線材の第１送り工程と、
   前記第１の巻線ヘッドを用いて前記第１のコイル要素の所定の巻数まで前記平角線材を巻線して前記第１のコイル要素を形成する第１のコイル要素の巻線工程と、
   先端に前記第１のコイル要素が形成された前記平角線材を再び前記第２の巻線ヘッド側から前記第１の巻線ヘッド側へ送る平角線材の第２送り工程と、
   前記第１のコイル要素の全体を折り曲げることで、該第１のコイル要素を所定の姿勢状態に設定する第１のコイル要素のフォーミング工程と、
   前記第２のコイル要素の巻き分を確保するために前記第２の巻線ヘッド側から前記第１の巻線ヘッド側へ更に前記平角線材を送り出す平角線材の第３送り工程と、
   前記第２の巻線ヘッドを用いて前記第２のコイル要素の所定の巻数となる前まで前記平角線材を巻線し、巻き途中の当該第２のコイル要素と前記第１のコイル要素との位置関係を測定してオフセット量を求め、当該オフセット量に基づいて前記平角線材をオフセット巻きして前記第２のコイル要素を形成する第２のコイル要素の巻線工程と、を有することを特徴とするコイルの成形方法。
3. 請求項２に記載のコイルの成形方法において、前記平角線材の第２送り工程では、前記第１のコイル要素と前記第２コイル要素との間隔を確保するために所定のコイル間隔長だけ余分に前記平角線材を送るようにすることを特徴とするコイルの成形方法。
4. 請求項２又は３に記載のコイルの成形方法において、前記第２のコイル要素の巻線工程では、前記第１のコイル要素と前記第２のコイル要素の軸心間の距離を所定長として確保することができるように前記オフセット量を求めることを特徴とするコイルの成形方法。

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