JP2008198666A - コイルの成形方法及びその方法により製造されたコイル - Google Patents

Abstract

【課題】簡易かつ低コストでコイル外周の任意の位置に積層方向の段差を形成することができるコイルを実現する。
【解決手段】巻線ヘッド１００、２００を用いて１本の平角線材１７０をエッジワイズ状に角巻きすることにより角筒形状に積層して形成するコイル１２は、前記コイルの巻線に必要な長さの前記平角線材を用意し、該平角線材を前記巻線ヘッドに送って前記平角線材の先端が前記巻線ヘッドから所定長突出した状態に設定し、前記巻線ヘッドを用いてコイル外周の任意の位置に積層方向の段差ＳＴ１１、ＳＴ１２、ＳＴ２１、ＳＴ２２が形成されるように前記平角線を巻線することにより成形される。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子部品としてのコイルの成形方法及びその方法により製造されたコイルに関し、特に、リアクトルとして用いるのに好適なコイルの成形方法及びその方法により製造されたコイルに関する。

平板導体の帯（平角線材）を帯の幅方向に曲げて巻回するエッジワイズ巻きにより形成した回転電動機のコイルが提案されている。かかるコイルは、曲げが施された第１の曲げ部と、第１の曲げ部のコイル積層方向隣に配置された第２の曲げ部とを含み、第１の曲げ部と第２の曲げ部の内側部分の位置が、平板導体の平面方向に相互にずれるように配置されている。そして、このコイルは、隣接する複数の分割部を有する曲げ型のうちの分割部のいくつかを組み合わせたものに沿って平板導体の帯を巻く第１のステップと、複数の分割部の何れか１つ、又は第１のステップとは異なる組み合わせによって分割部のいくつかを組み合わせたものに沿って平板導体の帯を巻く第２のステップを繰り返すことにより製造される。このようなコイルによれば、コイル積層方向の膨らみが低減され、コイル寸法を小さくすることができる。また、コイル線間の絶縁低下が防止され、コイルの信頼性が向上する。更に、コイル外周に積層方向の段差が形成されて放熱フィンの機能を奏することになるので、コイルの放熱効果が向上し、コイルの温度上昇を防ぐことができる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−３０４２４４号公報

上述した従来のコイルは、複数の分割部を組み合わせた曲げ型により製造されるため、第１の曲げ部と第２の曲げ部のずれ位置、即ちコイル外周に形成される積層方向の段差位置を変更したいときは、分割部の組み合わせを変更し、もしくは新たな分割部を製作する必要があり、煩雑な手間やコストが増大するという問題があった。また、上述した従来のコイルは回転電動機に使用されるものであるが、例えばリアクトルに使用する場合は２連のコイル要素を備えたコイルとしなければならないことがあり、上記曲げ型が更に複雑な構造となって、煩雑な手間やコストが増大するという問題があった。

本発明の目的は、簡易かつ低コストでコイル外周の任意の位置に積層方向の段差を形成することができる技術を提供することにある。

本発明者は、平角線材をエッジワイズ巻きして形成するコイル外周の任意の位置に積層方向の段差を簡易かつ低コストで形成することができる新規なコイルの成形方法及びその方法により製造されたコイルを見出した。即ち、上記目的を達成するため、本発明のコイルの成形方法は、巻線ヘッドを用いて１本の平角線材をエッジワイズ状に角巻きすることにより角筒形状に積層して形成するコイルの成形方法であって、
前記コイルの巻線に必要な長さの前記平角線材を用意し、該平角線材を前記巻線ヘッドに送って前記平角線材の先端が前記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送り工程と、
前記巻線ヘッドを用いてコイル外周の任意の位置に積層方向の段差が形成されるように前記平角線を巻線する巻線工程と、を有することを特徴とする。

かかる構成によれば、巻線ヘッドに対する平角線材の送り位置を変更するのみで、コイル外周の任意の位置に積層方向の段差を形成することができるので、当該コイルを簡易かつ低コストで製造することができる。

また、上記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のコイル要素の外周の任意の位置に積層方向の段差ができるように、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のコイル要素の外周の任意の位置に積層方向の段差ができるように、前記第２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、第１の巻線ヘッド及び第２の巻線ヘッドに対する平角線材の送り位置を変更するのみで、第１のコイル要素外周及び第２のコイル要素外周の任意の位置に積層方向の段差を形成することができるので、特にリアクトルに適用可能な当該コイルを簡易かつ低コストで製造することができる。

尚、前記第１のコイル要素の巻線工程及び前記第２のコイル要素の巻線工程では、前記第１のコイル要素及び前記第２のコイル要素の開放面側に前記段差を形成するようにする。

かかる構成により、第１のコイル要素及び第２のコイル要素の底面側は全面に亘って例えば熱伝導性ケースの底面に密着させることができるので、第１のコイル要素及び第２のコイル要素の発熱を熱伝導性ケースに効率良く伝導させて、第１のコイル要素及び第２のコイル要素を冷却することができる。

また、上記目的を達成するため、本発明のコイルは、上記各コイルの成形方法により製造されたことを特徴とする。

かかる構成によれば、上記作用効果を奏するコイルを提供することができる。

本発明によれば、巻線ヘッドに対する平角線材の送り位置を変更するのみで、コイル外周の任意の位置に積層方向の段差を形成することができるので、当該コイルを簡易かつ低コストで製造することができ、当該コイル自体のコストも低く抑えることができる。また、第１の巻線ヘッド及び第２の巻線ヘッドに対する平角線材の送り位置を変更するのみで、第１のコイル要素外周及び第２のコイル要素外周の任意の位置に積層方向の段差を形成することができるので、特にリアクトルに適用可能な当該コイルを簡易かつ低コストで製造することができ、当該コイル自体のコストも低く抑えることができる。

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。そして、詳細は後述するが、リアクトルコイル１２の第１コイル要素１２１及び第２コイル要素１２２は、コイル外周、つまり本実施形態では、第１コイル要素１２１と第２コイル要素１２２の対向面及び各コイル要素１２１、１２２の底面を除く開放面（図３（Ｂ）に示す上面１２１Ｕ、１２２Ｕ及び側面１２１Ｓ、１２２Ｓ）に積層方向の段差（図３（Ｃ）、（Ｄ）に示す一点鎖線で囲んだ部分ＳＴ１１、ＳＴ１２、ＳＴ２１、ＳＴ２２）が形成されている。即ち、本実施形態のリアクトルコイル１２は、第１コイル要素１２１を構成する平角線１７の角型が、２つの異なる大きさで一巻き毎に交互に繰り返すように形成されている。同様に、第２コイル要素１２２を構成する平角線１７の角型も、２つの異なる大きさで一巻き毎に交互に繰り返すように形成されている。

これにより、第１コイル要素１２１及び第２コイル要素１２２は外気に触れる表面積が増加するので冷却効果が高まり、リアクトルコイル１２の放熱性能を向上させることができる。また、リード部１２１Ｌ、１２２Ｌとリアクトルコア９との間隔を例えば絶縁性を保つ距離（以下、絶縁距離という）に設定することも可能となるので、リード部１２１Ｌ、１２２Ｌを構成する平角線１７の被覆を剥離し導体を剥き出しにして、図示しない圧着端子等を設けて他の電気部品等と接続する場合でも、リード部１２１Ｌ、１２２Ｌとリアクトルコア９の間に絶縁部材を組み付けずに絶縁性を保つことができる。

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、且つ積層方向の段差ＳＴ１１、ＳＴ１２、ＳＴ２１、ＳＴ２２（図３（Ｃ）、（Ｄ）参照）が上面１２１Ｕ、１２２Ｕ（図３（Ｂ）参照）及び側面１２１Ｓ、１２２Ｓ（図３（Ｂ）参照）に形成された第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の上面及び側面が放熱フィンの機能を発揮すると共に、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の底面と密着することになるので、例えば、平角線が角巻きされることにより角筒形状に積層された通常のコイル要素を備える場合、及び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（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）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、正面図、側面図、上面図である。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、且つ積層方向の段差ＳＴ１１、ＳＴ１２、ＳＴ２１、ＳＴ２２が上面１２１Ｕ、１２２Ｕ及び側面１２１Ｓ、１２２Ｓに形成されて成形された第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。

即ち、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、且つ積層方向の段差ＳＴ１１が上面１２１Ｕ及び側面１２１Ｓに形成されて成形された第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（Ａ）中に矢印Ａで示す）とは反対の方向（図３（Ａ）中に矢印Ｂで示す）に積層されるように、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、且つ積層方向の段差ＳＴ１２が上面１２２Ｕ及び側面１２２Ｓに形成されて成形されることにより、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形成されていることを特徴としている。

そして、上記段差ＳＴ１１を形成することにより、リアクトルコイル１２の第１コイル要素１２１の巻き始め端部に形成されるリード部１２１Ｌが、リアクトルコア９から絶縁距離だけ離間するように、リード部１２１Ｌを含む第１コイル要素１２１の一辺１２１Ａを構成する平角線１７が、第１コイル要素１２１の外周から突出して形成されている。更に、上記段差ＳＴ１２を形成することにより、第２コイル要素１２２の巻き始め端部に形成されるリード部１２２Ｌが、リアクトルコア９から絶縁距離だけ離間するように、リード部１２２Ｌを含む第２コイル要素１２２の一辺１２２Ａを構成する平角線１７が、第２コイル要素１２２の外周から突出して形成されている。

以上により、第１コイル要素１２１及び第２コイル要素１２２の上面１２１Ｕ、１２２Ｕ及び側面１２１Ｓ、１２２Ｓは外気に触れる表面積が増加するので冷却効果が高まり、リアクトルコイル１２の放熱性能を従来の角巻きのリアクトルコイルよりも大幅に向上させることができる。また、図示しない圧着端子等を設けて他の電気部品等と接続するために、リード部１２１Ｌ、１２２Ｌを構成する平角線１７の被覆を剥離し導体を剥き出しにしても、リード部１２１Ｌ、１２２Ｌとリアクトルコア９の間に別部材である絶縁部材を組み付ける必要は無く、リード部１２１Ｌ、１２２Ｌとリアクトルコア９の間の絶縁性を保つことができる。そして、別部材である絶縁部材を用意するための部品コストの上昇や別部材である絶縁部材を組付けるための作業コストの上昇を抑えることができる。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。

図４、図５、図６及び図７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７（ｏ）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。そして、巻線ヘッド１００、２００に対する線材としての平角線（以下、平角線材１７０と呼ぶ）の送り位置を変更することにより、第１、第２のコイル要素１２１、１２２の外周の任意の位置に段差を形成することができる点に特徴がある。

先ず、図４（ａ）に示すように、平角線材１７０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の巻き始め端部１２１ａを構成する。

続いて、図４（ｂ）〜図６（ｉ）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、先ず、図４（ｂ）に示すように、第１のコイル要素１２１の巻き始め端部１２１ａを含む第１のコイル要素１２１の一辺１２１Ａを構成する平角線材１７０を折り曲げた後、第１コイル要素１２１の一巻き目の巻線を開始する。即ち、図３（Ｂ）に示す第１コイル要素１２１を構成する平角線１７の角型のうち、大きい方の角型の一辺の長さ（平角線材１７０の中央間距離）ａの分だけ図４（ｂ）の矢印Ｂに示す方向へ平角線材１７０を送って折り曲げた後、小さい方の角型の一辺の長さ（平角線材１７０の中央間距離）ｂの分だけ図４（ｃ）の矢印Ｃに示す方向へ平角線材１７０を送って折り曲げる。そして、上記小さい方の角型の他辺の長さ（平角線材１７０の中央間距離）ｃの分だけ図４（ｄ）の矢印Ｄに示す方向へ平角線材１７０を送って折り曲げた後、上記小さい方の角型の一辺の長さｂの分だけ図５（ｅ）の矢印Ｅに示す方向へ平角線材１７０を送って折り曲げる。以上の工程により第１コイル要素１２１の一巻き目の巻線が完了する。

次に、第１コイル要素１２１の二巻き目の巻線を開始する。即ち、上記小さい方の角型の他辺の長さｃの分だけ図５（ｆ）の矢印Ｆに示す方向へ平角線材１７０を送って折り曲げた後、図３（Ｂ）に示す第１コイル要素１２１を構成する平角線１７の角型のうち、大きい方の角型の他辺の長さ（平角線材１７０の中央間距離）ｄの分だけ図５（ｇ）の矢印Ｇに示す方向へ平角線材１７０を送って折り曲げる。そして、上記大きい方の角型の一辺の長さａの分だけ図５（ｈ）の矢印Ｈに示す方向へ平角線材１７０を送って折り曲げた後、上記大きい方の角型の他辺の長さｄの分だけ図６（ｉ）の矢印Ｉに示す方向へ平角線材１７０を送って折り曲げる。以上の工程により第１コイル要素１２１の二巻き目の巻線が完了する。

以降、図４（ｂ）〜図６（ｉ）の工程を第１コイル要素１２１の所定の巻数まで繰り返すことにより、第１コイル要素１２１を構成する平角線１７の角型が、２つの異なる大きさで一巻き毎に交互に繰り返すように形成される。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。そして、そのときの第１コイル要素１２１の上面１２１Ｕ側及び側面１２１Ｓ側において、上記大きい方の角型が上記小さい方の角型に対し突出することになるので、上面１２１Ｕ及び側面１２１Ｓに積層方向の段差ＳＴ１１、ＳＴ２１が形成されることになる。尚、上記大きい方の角型の一辺の長さａが、上記小さい方の角型の他辺の長さｃに絶縁距離を加えた長さとなるように平角線材１７０を送って巻線することにより、リアクトルコイル１２の第１及び第２コイル要素１２１、１２２のリード部１２１Ｌ、１２２Ｌを、リアクトルコア９から絶縁距離だけ離間させることができる。

続いて、図６（ｊ）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６（ｊ）の矢印Ｊ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６（ｋ）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。そして、図６（ｋ）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６（ｋ）の矢印Ｋ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６（ｌ）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６（ｌ）の矢印Ｌに示す方向へ平角線材１７０の先端１７０ｆ側を更に送り出す。この場合、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７（ｍ）に示すように、巻線ヘッド２００を用いて第２コイル要素１２２を第１コイル要素１２１と同様に巻線する（第２コイル要素の巻線工程）。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、図４（ｂ）〜図６（ｉ）に示す工程と同様に行う。そして、第２コイル要素１２２の所定の巻数まで第１コイル要素１２１とは逆の方向に平角線材１７０を巻回して第２コイル要素１２２を形成する。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７（ｍ）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７（ｍ）の矢印Ｍ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７（ｎ）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が更に接近する。この時、図７（ｎ）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７（ｎ）の矢印Ｎ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。

最後に、図７（ｏ）に示すように、第２コイル要素１２２が図７（ｎ）に示した状態から更に１／４周（９０度）巻回されることで、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。この完成状態においては、第１コイル要素１２１の端部１２１ａと第２コイル要素１２２の端部１２２ａは、図７（ｏ）に示すように、同一方向に延伸した状態になるので、図３に示すようにコイル軸方向に折り曲げてリード部１２１Ｌ、１２２Ｌを形成する。尚、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れば、第１、第２コイル要素１２１、１２２の上面１２１Ｕ、１２２Ｕ及び側面１２１Ｓ、１２２Ｓに積層方向の段差ＳＴ１１、ＳＴ１２、ＳＴ２１、ＳＴ２２を簡易かつ低コストで形成することができるので、当該段差ＳＴ１１、ＳＴ１２、ＳＴ２１、ＳＴ２２が放熱フィンの機能を発揮して冷却効果が高まり、リアクトルコイル１２の放熱性能を大幅に向上させることができる。前述した従来例のコイルでは、絶縁の観点から直にメタルタッチするような放熱器への取り付けは難しく、その間に絶縁材料を挟むために放熱器への期待した効果が得られないが、本実施形態のリアクトルコイル１２では、第１、第２コイル要素１２１、１２２の上面１２１Ｕ、１２２Ｕ及び側面１２１Ｓ、１２２Ｓに積層方向の段差ＳＴ１１、ＳＴ１２、ＳＴ２１、ＳＴ２２を形成しているので、第１コイル要素１２１及び第２コイル要素１２２は外気に触れる表面積が増加して冷却効果を高めることができる。

また、リアクトルコイル１２の第１コイル要素１２１の巻き始め端部に形成されるリード部１２１Ｌと、第２コイル要素１２２の巻き始め端部に形成されるリード部１２２Ｌが、リアクトルコア９から絶縁距離だけ離間するように、リード部１２１Ｌを含む第１コイル要素１２１の一辺１２１Ａを構成する平角線１７と、リード部１２２Ｌを含む第２コイル要素１２２の一辺１２２Ａを構成する平角線１７が、第１コイル要素１２１の外周から突出して形成されているリアクトルコイル１２が得られる。前述した従来例のコイルでは、コイル端末に圧着端子等を設けて他の電気部品等と接続するために、コイル端末とコアとの間に絶縁部材を組み込んで絶縁性を確保しているが、本実施形態のリアクトルコイル１２では、リード部１２１Ｌ、１２２Ｌを構成する平角線１７の被覆を剥離し導体を剥き出しにしても、リード部１２１Ｌ、１２２Ｌとリアクトルコア９の間に別部材である絶縁部材を組み付ける必要は無く、リード部１２１Ｌ、１２２Ｌとリアクトルコア９の間の絶縁性を保つことができるため、別部材である絶縁部材を用意するための部品コストの上昇や別部材である絶縁部材を組付けるための作業コストの上昇を抑えることができる。

尚、上述した実施形態では、２連のコイル要素１２１、１２２を有するリアクトルコイル１２について説明したが、単独のコイルを２つ組み合わせたリアクトルコイルや、単独のコイルのみのリアクトルコイルであっても同様に適用することができる。また、第１、第２コイル要素１２１、１２２の上面１２１Ｕ、１２２Ｕ及び側面１２１Ｓ、１２２Ｓに積層方向の段差ＳＴ１１、ＳＴ１２、ＳＴ２１、ＳＴ２２を形成したが、これに限定されるものでは無い。即ち、巻線ヘッド１００、２００に対する平角線材１７０の送り位置を変更することにより、第１、第２のコイル要素１２１、１２２の外周の任意の位置、例えば第１、第２コイル要素１２１、１２２の上面１２１Ｕ、１２２Ｕのみ、若しくは側面１２１Ｓ、１２２Ｓのみ、あるいはその他の面に段差を形成することができる。そして、更には種々のコイルに積層方向の段差を簡易かつ低コストで形成することができるので、リアクトルコイルに限らず、例えばモータ等のコイルの形状に対応させて段差を形成して放熱性能を大幅に向上させることができる。

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、正面図、側面図、上面図である。 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。 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４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、 １２１ 第１コイル要素、 １２２ 第２コイル要素、 １２１Ｌ、１２２Ｌ リード部、 １２１Ｕ、１２２Ｕ 上面、 １２１Ｓ、１２２Ｓ 側面、 ＳＴ１１、ＳＴ１２、ＳＴ２１、ＳＴ２２ 段差、 １００ 巻線ヘッド、 ２００ 巻線ヘッド、 １７０ 平角線材

Claims (4)

1. 巻線ヘッドを用いて１本の平角線材をエッジワイズ状に角巻きすることにより角筒形状に積層して形成するコイルの成形方法であって、
   前記コイルの巻線に必要な長さの前記平角線材を用意し、該平角線材を前記巻線ヘッドに送って前記平角線材の先端が前記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送り工程と、
   前記巻線ヘッドを用いてコイル外周の任意の位置に積層方向の段差が形成されるように前記平角線を巻線する巻線工程と、を有することを特徴とするコイルの成形方法。
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のコイル要素の外周の任意の位置に積層方向の段差ができるように、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のコイル要素の外周の任意の位置に積層方向の段差ができるように、前記第２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、前記第１のコイル要素の巻線工程及び前記第２のコイル要素の巻線工程では、前記第１のコイル要素及び前記第２のコイル要素の開放面側に前記段差を形成することを特徴とするコイルの成形方法。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載のコイルの成形方法により製造されたことを特徴とするコイル。

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