JP2011243661A - コイル部品、リアクトル、コイル部品の成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】並列状に並ぶ複数のコイル要素を１本の平角線によって形成するときに容易に加工することができるとともに、コイル要素を互いに接近して配置することができるコイル部品、リアクトル、コイル部品の成形方法を提供する。
【解決手段】コイル部品２０は、２つのコイル要素２１，２２が１本の平角線３０のエッジワイズ巻きによって角筒形状に形成され、並列状に並ぶとともに同一巻き方向である。相互に連続する両コイル要素２１，２２の相互間に架かる平角線３０の連絡部４０は、コイル要素２１，２２よりも一部が角筒形状の隣り合う２面から外径側に突出するように平角線３０をエッジワイズ巻きにより飛び出させ、２箇所でのフラットワイズ曲げにより両コイル要素２１，２２を軸線が平行となる状態で並設している。
【選択図】図１

Description

本発明は、コイル部品、リアクトル、コイル部品の成形方法に関するものである。

コイル部品として、特許文献１，２において、１本の平角線を用いて２つのコイル要素を構成する技術が開示されている。詳しくは、特許文献１では、１本の平角線をエッジワイズ巻きする時に軸をずらして２つのコイル要素を製造している。また、特許文献２では、左右のコイル要素において巻き方を反対として、１本の平角線について第１コイル要素の形成が完了した後に第２コイル要素の形成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コイル要素の形成を行っている。

特許第３７３７４６１号公報 特開２００７−３０５８０３号公報

特許文献１のように１本の平角線をエッジワイズ巻きする時に軸をずらして２つのコイル要素を形成する場合においては、軸をずらす必要があるために、コイリング時において平角線を巻くときの振れが大きく、スピードアップすることが難しい。

また、特許文献２のように１本の平角線について第１コイル要素の形成が完了した後に第２コイル要素の形成に必要な長さを送り出すと、即ち、平角線を全て引き出してから第２コイル要素のコイリングを行う手法においては、平角線を引き出す必要があり、そのために両コイル要素の間の距離が大きい場合には時間がかかってしまう。また、第２コイル要素のコイリングの際に第１コイル要素が振れてしまい、スピードアップすることが難しい。さらに、２つのコイル要素の巻き方向が反対であるので、２種類の巻き線ヘッドが必要となる。

さらには、一軸巻きを実施すると、両コイル要素の間隔が大きくなってしまう。
本発明は、このような背景の下になされたものであり、その目的は、並列状に並ぶ複数のコイル要素を１本の平角線によって形成するときに容易に加工することができるとともに、コイル要素を互いに接近して配置することができるコイル部品、リアクトル、コイル部品の成形方法を提供することにある。

請求項１に記載の発明では、並列状に並ぶ同一巻き方向の複数のコイル要素を１本の平角線のエッジワイズ巻きによって角筒形状に形成するとともに、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、前記コイル要素よりも一部が前記角筒形状の隣り合う２面から外径側に突出するように前記平角線をエッジワイズ巻きにより飛び出させ、かつ、２箇所でのフラットワイズ曲げにより前記両コイル要素を軸線が平行となる状態で並設するようにしたことを要旨とする。

請求項１に記載の発明によれば、並列状に並ぶ同一巻き方向の複数のコイル要素が１本の平角線のエッジワイズ巻きによって角筒形状に形成される。また、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は、コイル要素よりも一部が角筒形状の隣り合う２面から外径側に突出するように平角線のエッジワイズ巻きにより飛び出している。この飛び出し部において、２箇所でのフラットワイズ曲げにより両コイル要素が軸線が平行となる状態で並設される。

このようにエッジワイズ巻きを一度に行うことができる。また、両コイル要素間の連絡部は２箇所でフラットワイズ曲げにより形成することができ、加工が容易となる。その結果、並列状に並ぶ複数のコイル要素を１本の平角線によって形成するときに容易に加工することができる。さらに、一軸巻きコイル部品においてフラットワイズ曲げ時に平角線を掴む必要があり、このとき、平角線の連絡部についてコイル要素よりも一部が角筒形状の隣り合う２面から外径側に突出しているので、フラットワイズ曲げ時に平角線を容易に掴むことができる。これにより、コイル要素を互いに接近して配置することができる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のコイル部品において、前記平角線の連絡部は、内面が前記コイル要素の外面よりも外径側に突出するように前記平角線をエッジワイズ巻きにより飛び出させたことを要旨とする。

請求項２に記載の発明によれば、平角線のフラットワイズ曲げ時の掴み部を確保する上で好ましく、コイル要素間の間隔をより縮小することが可能となる。
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載のコイル部品における内部にコアを配置したことを要旨とする。

請求項３に記載の発明によれば、加工が容易なリアクトルとすることができる。
請求項４に記載の発明は、同一巻き方向の複数のコイル要素を、１本の平角線のエッジワイズ巻きによって、その軸方向が一致する１軸上に角筒形状に形成し、かつ、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、前記平角線のエッジワイズ巻きによって前記コイル要素における前記角筒形状の隣り合う２面から外径側に突出するように形成するエッジワイズ巻き工程と、前記エッジワイズ巻き工程の後に、前記平角線の前記連絡部において、前記両コイル要素を軸線が平行となる状態で並設されるように２箇所でフラットワイズ曲げを行うフラットワイズ曲げ工程と、を有することを要旨とする。

請求項４に記載の発明によれば、請求項１に記載のコイル部品を成形することができる。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のコイル部品の成形方法において、前記フラットワイズ曲げ工程における前記２箇所でのフラットワイズ曲げを、２つの工程で行うことを要旨とする。

請求項５に記載の発明によれば、２箇所でのフラットワイズ曲げを確実に行うことができる。
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載のコイル部品の成形方法において、前記フラットワイズ曲げ工程における前記２箇所でのフラットワイズ曲げを、同時に行うことを要旨とする。

請求項６に記載の発明によれば、２箇所でのフラットワイズ曲げを同時に行うことができる。

本発明によれば、並列状に並ぶ複数のコイル要素を１本の平角線によって形成するときに容易に加工することができるとともに、コイル要素を互いに接近して配置することができる。

第１の実施形態におけるリアクトルの斜視図。 リアクトルの平面図。 リアクトルの正面図。 コイル部品の斜視図。 コイル部品の成形工程を説明するための斜視図。 コイル部品の成形工程を説明するための斜視図。 （ａ）はコイル部品における平角線の曲げ工程を説明するためのコイル部品の一部拡大正面図、（ｂ）はコイル部品における平角線の曲げ工程を説明するためのコイル部品の一部拡大下面図。 （ａ）は比較のためのコイル部品における平角線の曲げ工程を説明するためのコイル部品の一部拡大正面図、（ｂ）はコイル部品における平角線の曲げ工程を説明するためのコイル部品の一部拡大下面図。 第２の実施形態におけるリアクトルの斜視図。 リアクトルの平面図。 リアクトルの正面図。 （ａ）はコイル部品における平角線の曲げ工程を説明するためのコイル部品の一部拡大正面図、（ｂ）はコイル部品における平角線の曲げ工程を説明するためのコイル部品の一部拡大下面図。 別例のリアクトルの正面図。 他の別例のリアクトルの正面図。

（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図面に従って説明する。
図１には、本実施形態におけるリアクトル１０の斜視図を示す。図１のリアクトル１０の平面図（図１のＡ矢視図）、正面図（図１のＢ矢視図）を、図２，３に示す。

リアクトル１０は、コイル部品２０とＵＵ型コア６０を備えている。
ＵＵ型コア６０はＵ型コア６１とＵ型コア６２により構成されている。Ｕ型コア６１は断面が四角形状をなし、図２の平面視においてＵ字状をなしている。同様に、Ｕ型コア６２も断面が四角形状をなし、図２の平面視においてＵ字状をなしている。Ｕ型コア６１における両端面とＵ型コア６２における両端面とが当接（面接触）している。

Ｕ型コア６１とＵ型コア６２との両当接面のうちの一方の当接面付近における周囲には四角環状のコイル要素２１が巻回されている。また、Ｕ型コア６１とＵ型コア６２との両当接面のうちの他方の当接面付近における周囲には四角環状のコイル要素２２が巻回されている。

図４に示すように、コイル部品２０は、第１のコイル要素２１と第２のコイル要素２２を有している。第１のコイル要素２１は角筒形状に形成されている。第２のコイル要素２２も角筒形状に形成されている。コイル要素２１の軸線をＬ１とするとともにコイル要素２２の軸線をＬ２とする（図２参照）。

第１のコイル要素２１と第２のコイル要素２２は、並列状に並んで配置されている。第１のコイル要素２１と第２のコイル要素２２は、１本の平角線３０のエッジワイズ巻きによって形成され、巻き方向が同一である。即ち、図５に示すように１本の平角線３０をエッジワイズ巻きにより１軸上に巻回し、その後、２つのコイル要素２１，２２に形成したものである。平角線３０は銅よりなる。

また、コイル部品２０は、図４に示すように、平角線３０の連絡部４０を有し、連絡部４０は、相互に連続する両コイル要素２１，２２の相互間に架かっている。
コイル部品２０の連絡部４０は、図３に示すように、コイル要素２１よりも一部が角筒形状の隣り合う２面２１ａ，２１ｂから外径側に突出するように平角線３０をエッジワイズ巻きにより飛び出して構成されている。また、連絡部４０は、コイル要素２２よりも一部が角筒形状の隣り合う２面２２ａ，２２ｂから外径側に突出するように平角線３０をエッジワイズ巻きにより飛び出して構成されている。図３において連絡部４０はコイル要素２１の上面２１ａから幅Ｗ１だけ突出している。また、連絡部４０は第２のコイル要素２２の下面２２ａから幅Ｗ１だけ突出している。

コイル部品２０の連絡部４０は、図５に示すように、第１の曲げ線４１と第２の曲げ線４２を有している。第１の曲げ線４１においてフラットワイズ曲げにより図４に示すように直角（９０°）に曲げられている。同様に、図５の第２の曲げ線４２においてフラットワイズ曲げにより図４に示すように直角（９０°）に曲げられている。

このように、第１の曲げ線４１と第２の曲げ線４２の２箇所でのフラットワイズ曲げにより両コイル要素２１，２２が、軸線Ｌ１，Ｌ２（図２参照）が平行となる状態で並設されている。コイル部品２０の第１のコイル要素２１において平角線３０の一端３０ａが上方（外径側）に突出しており、接続端子として用いられる。同様に、第２のコイル要素２２において平角線３０の他端３０ｂが上方（外径側）に突出しており、接続端子として用いられる。

次に、リアクトル１０の製造方法について説明する。
まず、コイル部品２０の成形方法について述べる。
図５に示すように、同一巻き方向の複数のコイル要素２１，２２を、１本の平角線３０のエッジワイズ巻きによって、その軸方向が一致する１軸上に角筒形状に形成する。同時に、相互に連続する両コイル要素２１，２２の相互間に架かる平角線３０の連絡部４０を、平角線３０のエッジワイズ巻きによって両コイル要素２１，２２よりも一部が角筒形状の隣り合う２面２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂから外径側に突出するように形成する。これが、エッジワイズ巻き工程となる。

そして、エッジワイズ巻き工程の後に、平角線３０の連絡部４０において、図６に示すように第１の曲げ線４１で９０°折り曲げ、その後、図４に示すように第２の曲げ線４２で９０°折り曲げる。即ち、両コイル要素２１，２２を軸線Ｌ１，Ｌ２が平行となる状態で並設されるように２箇所でフラットワイズ曲げを行う。これが、フラットワイズ曲げ工程となる。

このようにフラットワイズ曲げ工程における２箇所でのフラットワイズ曲げを、２つの工程で行う。
引き続き、図１，２，３に示すように、コイル要素２１，２２にＵ型コア６１，６２の先端部を挿入してＵ型コア６１，６２における両端面同士を当接（面接触）させる。

このようにして、２つのコイル要素（２１，２２）分を一度に曲げ、連絡部４０となる中間ターンのみ寸法を変え、その後、フラットワイズ２回のフォーミングとする。即ち、１軸で全てエッジワイズ巻きし、２回のフラットワイズ曲げにてフォーミングしてコイル部品２０（コイル要素２１，２２）が完成する。つまり、連絡部４０となる中間ターンのみ寸法が異なる。また、連絡部４０は、電流が流れる方向がコイル要素２１，２２での電流が流れる方向と同一であり、起磁力が発生し、連絡部４０を１／４ターン（１／４周分）として利用することができる。

これにより、エッジワイズ巻きを一度に行うことが可能となる。また、エッジワイズ曲げの曲げ方向を変える必要がない。このようにして、工程を簡素化し、巻きスピードをアップすることができる。

より詳しく説明する。特許文献１のように１本の平角線をエッジワイズ巻きする時に軸をずらして２つのコイル要素を形成する場合にはコイリング時に平角線を巻くときの振れが大きくスピードアップすることが難しいが、本実施形態では１軸上にコイル要素を形成するのでスピードアップを図ることができる。また、特許文献２のように第１コイル要素の形成が完了した後に平角線を全て引き出してから第２コイル要素を反対方向に巻き戻すと、平角線を引き出す必要があるために時間がかかってしまうとともに第２コイル要素のコイリングの際に第１コイル要素が振れてスピードアップすることが難しい。これに対し本実施形態では、平角線を引き出す必要がなく時間短縮を図ることができるとともに１軸上にコイル要素を形成するのでスピードアップを図ることができる。また、本実施形態ではコイル要素の巻き方向が同一であるので、特許文献２では２種類の巻き線ヘッドを必要としていたが本実施形態では１種類の巻き線ヘッドでよい。

また、曲げ線４１，４２の位置によりコイル要素２１，２２間の距離が決まる。このとき、図８に示すように、連絡部４０の構成としてコイル要素２５の一側面２５ａから平角線３１を飛び出させない構成とした場合と、図７に示すように、連絡部４０の構成としてコイル要素２５の一側面２５ａから平角線３１を幅Ｗ１だけ飛び出させる場合を比較する。図８の場合に比べて図７のようにすることにより、曲げ位置、および、曲げのための掴み部の位置を考慮してコイル要素２１，２２の間隔Ｌ１０（図２参照）を縮小させることができる。

詳しく説明する。
一軸巻きコイル部品においてフラットワイズ曲げ時に平角線を掴む必要がある。曲げ線の両側が掴み部Ｘ，Ｙとなり、曲げ線の位置がコイル要素の間隔を決定する要素となる。図８のように連絡部４０の構成としてコイル要素２５の一側面２５ａから平角線３１を飛び出させない場合（Ｗ１＝０の場合）にはコイル要素２５の他側面２５ｂから距離Ｌ１６だけ離れた位置に曲げ線４５がある。この図８に比べて図７に示すように、連絡部４０の構成としてコイル要素２５の一側面２５ａから平角線３１を幅Ｗ１だけ飛び出させて広げることで、掴み部Ｘ，Ｙを確保できる。これにより、コイル要素２５の他側面２５ｂから距離Ｌ１５（＜Ｌ１６）だけ離れた位置に曲げ線４５を設けることができる。その結果、コイル要素２１，２２の間隔Ｌ１０を縮小することができ、リアクトルの体格を縮小することができる。

以上のごとく、本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）コイル部品２０の構造として、並列状に並ぶ同一巻き方向の複数のコイル要素２１，２２を１本の平角線３０のエッジワイズ巻きによって角筒形状に形成した。また、相互に連続する両コイル要素２１，２２の相互間に架かる平角線３０の連絡部４０を、コイル要素２１，２２よりも一部が角筒形状の隣り合う２面２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂから外径側に突出するように平角線３０をエッジワイズ巻きにより飛び出させる。また、２箇所（曲げ線４１，４２）でのフラットワイズ曲げにより両コイル要素２１，２２を軸線Ｌ１，Ｌ２が平行となる状態で並設するようにした。

よって、エッジワイズ巻きを一度に行うことができる。また、両コイル要素２１，２２間の連絡部４０は２箇所でフラットワイズ曲げにより形成することができ、加工が容易となる。その結果、並列状に並ぶ複数のコイル要素２１，２２を１本の平角線３０によって形成するときに容易に加工することができる。

さらに、一軸巻きコイル部品においてフラットワイズ曲げ時に平角線を掴む必要があり、このとき、平角線３０の連絡部４０について両コイル要素２１，２２よりも一部が角筒形状の隣り合う２面２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂから外径側に突出しているので、フラットワイズ曲げ時に平角線３０を容易に掴むことができる。これにより、コイル要素２１，２２を互いに接近して配置することができる。

（２）リアクトル１０の構成として、コイル部品２０における内部にコア（ＵＵ型コア６０）を配置したので、加工が容易なリアクトルとすることができる。
（３）コイル部品２０の成形方法として、エッジワイズ巻き工程とフラットワイズ曲げ工程とを有する。エッジワイズ巻き工程においては、同一巻き方向の複数のコイル要素２１，２２を、１本の平角線３０のエッジワイズ巻きによって、その軸方向が一致する１軸上に角筒形状に形成する。また、相互に連続する両コイル要素２１，２２の相互間に架かる平角線３０の連絡部４０を、平角線３０のエッジワイズ巻きによってコイル要素２１，２２における角筒形状の隣り合う２面２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂから外径側に突出するように形成する。フラットワイズ曲げ工程においては、エッジワイズ巻き工程の後に、平角線３０の連絡部４０において、両コイル要素２１，２２を軸線Ｌ１，Ｌ２が平行となる状態で並設されるように２箇所でフラットワイズ曲げを行う。これにより、（１）のコイル部品が得られる。

（４）フラットワイズ曲げ工程における２箇所でのフラットワイズ曲げを、２つの工程で行うので、２箇所でのフラットワイズ曲げを確実に行うことができる。
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態を、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

図１に代わる本実施形態のリアクトル１０の斜視図を図９に示す。図９のリアクトル１０の平面図（図９のＡ矢視図）、正面図（図９のＢ矢視図）を、図１０，１１に示す。
図１１に示すように、本実施形態では第１の実施形態に比べて、連絡部４０の構成として平角線３０を更に幅Ｗ２だけ外径側に突出させている。平角線３０の連絡部４０は、内面４０ａ，４０ｂがコイル要素２１，２２の外面（符号２１ａ，２２ａで示す面）よりも外径側に突出するように平角線をエッジワイズ巻きにより飛び出させている。

よって、平角線を曲げる際には曲げアール（Ｒ）が必要になることから、図７の場合にはコイル要素２５と曲げＲとの干渉を防ぐためにコイル要素２５の他側面２５ｂから少なくとも外径側に距離Ｌ１５だけ離れた位置に曲げ線４５を設ける必要があった。これに対し、図１２に示したように平角線３１の連絡部４０の内面４０ｃをコイル要素２５の外面（一側面２５ａ）よりも外径側にすることで、曲げＲをコイル要素２５の外側（図１２（ａ）での下側）に逃がすことができる。これにより、コイル要素２５の他側面２５ｂよりも内側（図１２での左側）に曲げ線４５を設けることができる。

このようにして、一軸巻きコイル部品においてフラットワイズ曲げ時に平角線を掴む必要があり、図７のように連絡部４０の構成としてコイル要素２５の一側面２５ａから平角線３１をＷ１のみ飛び出させた場合に比べて図１２に示すように、連絡部４０の構成として平角線３１を更に外径側に突出させることで、曲げＲをコイル要素２５の外側に逃がし、かつ、掴み部Ｘ，Ｙを確保する。これにより、コイル要素２１，２２の間隔を更に縮小することができる。その結果、リアクトルの体格を縮小することができる。

つまり、平角線３０の連絡部４０は、内面４０ａ，４０ｂがコイル要素２１，２２の外面（２１ａ，２２ａ）よりも外径側に突出するように平角線３０をエッジワイズ巻きにより飛び出させたので、平角線３０のフラットワイズ曲げ時の掴み部Ｘ，Ｙを確保する上で好ましく、コイル要素２１，２２間の間隔をより縮小することが可能となる。

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
・上記実施形態ではフラットワイズ曲げ工程における２箇所（曲げ線４１，４２）でのフラットワイズ曲げを、２つの工程で行ったが、これに代わり、フラットワイズ曲げ工程における２箇所でのフラットワイズ曲げを、同時に行ってもよい。

・図３に代わり図１３に示す構成としてもよい。図３においては、連絡部４０は第１のコイル要素２１側では上面から突出しているとともに第２のコイル要素２２側では下面から突出している。これに対し、図１３の場合、ヒートシンク９０の上面にリアクトル１０を配置しており、連絡部４０が第１のコイル要素２１側では上面から突出しているが、第２のコイル要素２２側では下面から突出していない。これにより、ヒートシンク９０の上面にコイル要素２１，２２を当接させることができ、放熱性に優れている。

・図１１に代わり図１４に示す構成としてもよい。図１１においては、連絡部４０は第１のコイル要素２１側では上面から突出しているとともに第２のコイル要素２２側では下面から突出している。これに対し、図１４の場合、ヒートシンク９０の上面にリアクトル１０を配置しており、連絡部４０が第１のコイル要素２１側では上面から突出しているが、第２のコイル要素２２側では下面から突出していない。これにより、ヒートシンク９０の上面にコイル要素２１，２２を当接させることができ、放熱性に優れている。

１０…リアクトル、２０…コイル部品、２１…第１のコイル要素、２１ａ…面、２１ｂ…面、２２…第２のコイル要素、２２ａ…面、２２ｂ…面、３０…平角線、４０…連絡部、４０ａ…内面、４０ｂ…内面、４１…第１の曲げ線、４２…第２の曲げ線、６０…ＵＵ型コア、６１…Ｕ型コア、６２…Ｕ型コア、Ｌ１…軸線、Ｌ２…軸線。

Claims (6)

1. 並列状に並ぶ同一巻き方向の複数のコイル要素を１本の平角線のエッジワイズ巻きによって角筒形状に形成するとともに、
   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、前記コイル要素よりも一部が前記角筒形状の隣り合う２面から外径側に突出するように前記平角線をエッジワイズ巻きにより飛び出させ、かつ、２箇所でのフラットワイズ曲げにより前記両コイル要素を軸線が平行となる状態で並設するようにした
   ことを特徴とするコイル部品。
2. 前記平角線の連絡部は、内面が前記コイル要素の外面よりも外径側に突出するように前記平角線をエッジワイズ巻きにより飛び出させたことを特徴とする請求項１に記載のコイル部品。
3. 請求項１または２に記載のコイル部品における内部にコアを配置したことを特徴とするリアクトル。
4. 同一巻き方向の複数のコイル要素を、１本の平角線のエッジワイズ巻きによって、その軸方向が一致する１軸上に角筒形状に形成し、かつ、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、前記平角線のエッジワイズ巻きによって前記コイル要素における前記角筒形状の隣り合う２面から外径側に突出するように形成するエッジワイズ巻き工程と、
   前記エッジワイズ巻き工程の後に、前記平角線の前記連絡部において、前記両コイル要素を軸線が平行となる状態で並設されるように２箇所でフラットワイズ曲げを行うフラットワイズ曲げ工程と、
   を有することを特徴とするコイル部品の成形方法。
5. 前記フラットワイズ曲げ工程における前記２箇所でのフラットワイズ曲げを、２つの工程で行うことを特徴とする請求項４に記載のコイル部品の成形方法。
6. 前記フラットワイズ曲げ工程における前記２箇所でのフラットワイズ曲げを、同時に行うことを特徴とする請求項４に記載のコイル部品の成形方法。

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