JP2014082268A - コイル - Google Patents

Abstract

【課題】コイルの組付作業性を向上させる。
【解決手段】断面が扁平な矩形状をなし、螺旋状にエッジワイズ巻きされることで複数のターン部１２Ａが形成された巻線１１と、巻線１１の外周面に沿って設けられた一対の側壁部２２Ａ，２２Ｂと、一対の側壁部２２Ａ，２２Ｂ間を連結する一対の連結壁部２７Ａ，２７Ｂとを有するスペーサ２１と、巻線１１の内側に挿通される柱部を有するコア部材１５と、を備え、巻線１１は、一対の側壁部２２Ａ，２２Ｂ間に挿入されるとともに、一対の側壁部２２Ａ，２２Ｂの内面側には、隣り合うターン部１２Ａ間に配される絶縁性の第１突部２４が形成されており、スペーサ２１は、一対の連結壁部２７Ａ，２７Ｂ間を連結するとともに、巻線１１に当接して巻線１１の所定以上の挿入を規制する規制壁部３１を備える。
【選択図】図７

Description

本発明は、コイルに関する。

従来、巻線がスペーサに収容されたコイルが知られている。
特許文献１では、一対の側壁部部間が一対の連結部で連結されたスペーサ内にコイル巻線が収容されており、側壁部の内方に突出する突起部がコイル巻線の巻線部材間に配されることで、隣り合う巻線部材間が絶縁されるようになっている。

特開２０１１−２２８６７５号公報

ところで、特許文献１の構成では、スペーサやコイル巻線にコイル巻線の挿入方向における位置を保持する構成がないため、スペーサとコイル巻線との相対的位置が位置ずれしやすく、コイル巻線をスペーサに収容する際や、コイル巻線及びスペーサをコア部材等に装着する際の組付作業性が低下することが懸念される。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、コイルの組付作業性を向上させることを目的とする。

本発明のコイルは、断面が扁平な矩形状をなし、螺旋状にエッジワイズ巻きされることで複数のターン部が形成された巻線と、前記巻線の外周面に沿って設けられた一対の側壁部と、前記一対の側壁部間を連結する一対の連結壁部とを有するスペーサと、前記巻線の内側に挿通される柱部を有するコア部材と、を備え、前記巻線は、前記一対の側壁部間に挿入されるとともに、前記一対の側壁部の内面側には、隣り合う前記ターン部間に配される絶縁性の第１突部が形成されており、前記スペーサは、前記一対の連結壁部間を連結するとともに、前記巻線に当接して前記巻線の所定以上の挿入を規制する規制壁部を備える。

本構成によれば、規制壁部が巻線に当接して巻線の所定以上の挿入が規制されるため、スペーサに対する巻線の位置を所定の範囲に保つことが可能になる。よって、コイルの組付作業性等を向上させることが可能になる。

上記構成の実施態様として以下の構成を有すれば好ましい。
・前記巻線は、前記螺旋の方向と異なる方向に延びて外部と接続される接続部を備え、前記側壁部には、前記巻線における前記接続部側の部分が嵌め入れられるスリットが形成されている。
このようにすれば、スリットに巻線の接続部側の部分を嵌め入れることで、スペーサの形状を大型化せずに、スペーサに対する巻線の位置を保持することが可能になる。

・前記連結壁部の内面側には、前記所定の位置に挿入された前記巻線の内周に係止して前記巻線の抜けを規制する係止部が設けられている。
このようにすれば、簡素な構成で巻線を所定の位置に保持することが可能になる。

・前記規制壁部の内面側には、隣り合う前記ターン部間に配される絶縁性の第２突部が形成されている。
このようにすれば規制壁部の構成を利用して巻線の隣り合うターン部間を絶縁することが可能になる。

本発明によれば、コイルの組付作業性の低下を向上させることが可能になる。

実施形態１のコイルを示す平面図 図１のＡ−Ａ断面図 コイルの分解斜視図 コイル本体を示す平面図 コイル本体を示す右側面図 コイル本体を示す正面図 図４のＢ−Ｂ断面図 図４のＣ−Ｃ断面図 巻線をスペーサに挿入する様子を示す図 スペーサを示す平面図 スペーサを示す右側面図 スペーサを示す正面図 図１０のＤ−Ｄ断面図 図１０のＥ−Ｅ断面図

＜実施形態１＞
以下、実施形態１のコイル１０について、図１〜図１４を参照して説明する。
本実施形態のコイル１０（図１）は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両のＤＣ／ＤＣコンバータに備えられ、出力電圧を平滑化するチョークコイル等として用いられる。以下では、上下方向及び左右方向については、図２の方向を基準とし、前後方向については、図１の上方を前方、下方を後方として説明する。

コイル１０は、図３に示すように、螺旋状に巻かれた巻線１１がスペーサ２１に嵌め入れられてなるコイル本体３４と、巻線１１の内側に挿通される柱部１８を有するコア部材１５とを備えている。

巻線１１は、図９に示すように、いわゆるエッジワイズ巻線であって、扁平な矩形状の断面を有する金属線（平角線）を上下方向（矩形状の断面の短辺方向に沿う方向）を軸として螺旋状に巻回して形成したものであり、銅又は銅合金の導体の周囲が絶縁被覆で覆われている。

巻線１１は、螺旋状に巻回された螺旋部１２と、螺旋部１２に連なり外部と接続される直線状の接続部１３とを有する。
螺旋部１２は、複数（本実施形態では４個）の環状のターン部１２Ａからなる。

複数のターン部１２Ａは、上下に重なり、各ターン部１２Ａは、上下に隣り合うターン部１２Ａが周方向に連なって螺旋状に構成されている。
このように螺旋部１２が上下方向（螺旋の軸線方向）を軸として螺旋状に形成されているため、巻線１１は、全体として、上下方向に弾性変形可能となっている。

螺旋部１２の内側には、コア部材１５の柱部１８が挿通される円柱状の挿通穴１１Ａが形成されている。この挿通穴１１Ａは、各ターン部１２Ａ間の溝状の隙間に連なっている。
接続部１３は、螺旋部１２の上端部及び下端部から螺旋の接線方向（螺旋の方向と異なる方向）延びており、その先端部には、外部と接続するための円形状の接続孔１４が貫通形成されている。接続孔１４には、図示しないボルトの軸部等が挿通される。

コア部材１５は、フェライト等の高透磁率の磁性体で形成されており、図３に示すように、上下一対の分割部材１６，１７を嵌め合わせて構成されている。
各分割部材１６，１７は、円柱状の柱部１８と、円弧状に湾曲した内面を有する外壁１９，１９と、柱部１８と外壁１９，１９を連結する板状の連結部２０とを備え、これらが一体に形成されている。

スペーサ２１は、絶縁性を有する合成樹脂製であって、図９に示すように、巻線１１の外周面に沿って設けられた一対の側壁部２２Ａ，２２Ｂと、一対の側壁部２２Ａ，２２Ｂ間を連結する一対の連結壁部２７Ａ，２７Ｂと、一対の連結壁部２７Ａ，２７Ｂ間を連結するとともに、巻線１１に当接して巻線１１の所定以上の挿入を規制する規制壁部３１とを備える。

一対の連結壁部２７Ａ，２７Ｂは、共に、円環形の板状であって、中心部に柱部１８が挿通される円形状の挿通孔２８が形成されている。
下方側の連結壁部２７Ｂには、図７に示すように、挿通孔２８の孔縁部に係止部２９が内方側に突出している。

係止部２９は、連結壁部２７Ｂの面に対して内方側に段差状に突出する段差部２９Ａと、巻線１１が挿入される開口部２１Ａ側に向けて傾斜状に突出寸法が小さくなる傾斜部２９Ｂとを有する。
係止部２９の突出寸法は、最下段のターン部１２Ａの下面の位置よりも高くされ、上面の位置よりも低い。
傾斜部２９Ｂは、巻線１１のスペーサ２１内への挿入の際に、巻線１１の最下段のターン部１２Ａに摺接して巻線１１を撓ませ、最下段のターン部１２Ａが係止部２９を超えると巻線１１が復元変形し、巻線１１の抜け方向の移動に対して段差部２９Ａが係止可能な正規位置（所定の位置）に巻線１１が配される。
連結壁部２７Ｂにおける係止部２９の規制壁部３１側には、金型の抜き孔３５が貫通形成されている。

連結壁部２７Ａ，２７Ｂの内面のうち、側壁部２２Ｂの第１突部２４と対向する部分には、図１４に示すように、巻線１１と第１突部２４との間を所定の寸法に保つ支持凸部３０が形成されている。
支持凸部３０は、連結壁部２７Ａ，２７Ｂの内面に左右方向（巻線１１の挿入方向）に所定の寸法に亘って形成されており、この支持凸部３０の上にターン部１２Ａが配されることで、巻線１１が所定以上撓むこと等を規制している。

一対の側壁部２２Ａ，２２Ｂは、連結壁部２７Ａ，２７Ｂの端部に対して、やや外方側に張り出すように設けられており、巻線１１の側面に沿って延びる板状の側壁本体２３と、側壁本体２３の内面から内方側に突出する複数（側壁部２２Ａは４個、側壁部２２Ｂは３個）の第１突部２４とを有する。

第１突部２４は、側壁部２２Ａ，２２Ｂの内面に幅方向のほぼ全幅に亘って形成されており、上下に隣り合う第１突部２４が各ターン部１２Ａとの間にわずかな隙間を有して（又は殆ど隙間を有さず）形成されており、その突出寸法は、並んで配された第１突部２４の先端が左右方向に直線状（前後方向に同じ位置）となるように形成されている。

一方の側壁部２２Ａにおける各連結壁部２７Ａ，２７Ｂに連なる位置には、左右方向に延びるスリット２５が形成されている。スリット２５は、側壁部２２Ａ，２２Ｂの所定の位置から周方向の端部に亘って形成されており、一定の幅寸法で連結壁部２７Ａ，２７Ｂを貫通している。

下方側のスリット２５の基端側には、接続部１３の形状に応じてわずかに外方側に傾斜状にはみ出した板片部２６を有する。
規制壁部３１は、図１３に示すように、長方形の板状の規制壁本体３２と、規制壁本体３２の内面側から内方側に突出する複数（本実施形態では４個）の第２突部３３とを有する。

第２突部３３（上から順番に３３Ａ〜３３Ｄとする）は、規制壁部３１の内面に前後方向の全幅に亘って形成されており、上下に隣り合う第２突部３３が各ターン部１２Ａとの間にわずかな隙間を有して（又は殆ど隙間を有さず）形成されており、その突出寸法は、対応する各ターン部１２Ａの隙間に進入する高さとされており、第２突部３３のその先端は前後方向に直線状（左右方向に同じ位置）となるように形成されている。なお、下端の第２突部３３Ｄは、下面が傾斜状に切欠かれており、先端側に向けて先細りする形状となっている。
この規制壁部３１と側壁部２２Ａ，２２Ｂとの間は、スペーサ２１の内部と外部を連通する連通孔３６によって分断されている。

次に、コイル１０の組み付けについて説明する。
図９に示すように、スペーサ２１における規制壁部３１が形成されていない側方側の開口部２１Ａから巻線１１を、各第１突部２４間に、対応する各ターン部１２Ａが挿通されるように嵌め入れる。巻線１１が所定の深さまで嵌め入れられると、巻線１１の挿入方向の先端部が規制壁部３１の第２突部３３間に進入し、巻線１１が規制壁本体３２に当接する位置まで嵌め入れらると、巻線１１がスペーサ２１の正規位置に嵌め入れられた状態のコイル本体３４となる（図５）。

そして、このコイル本体３４をコア部材１５の分割部材１７の柱部１８に装着し、上側の分割部材１６を嵌め合わせてコア部材１５に収容すると、コイル１０が形成される（図１）。

本実施形態によれば、以下の作用・効果を奏する。
本実施形態によれば、規制壁部３１が巻線１１に当接して巻線１１の所定以上の挿入が規制されるため、スペーサ２１に対する巻線１１の位置を所定の範囲に保つことが可能になる。よって、コイル１０の組付作業性等を向上させることが可能になる。

また、巻線１１は、螺旋の方向と異なる方向に延びて外部と接続される接続部１３を備え、側壁部２２Ａ，２２Ｂには、巻線１１における接続部１３側の部分が嵌め入れられるスリット２５が形成されているため、スリット２５に巻線１１の接続部１３側の部分を嵌め入れることで、スペーサ２１の形状を大型化せずに、スペーサ２１に対する巻線１１の位置を保持することが可能になる。

さらに、連結壁部２７Ａ，２７Ｂの内面側には、所定の位置に挿入された巻線１１の内周に係止して巻線１１の抜けを規制する係止部２９が設けられているため、簡素な構成で巻線１１を所定の位置に保持することが可能になる。

また、規制壁部３１の内面側には、隣り合うターン部１２Ａ間に配される絶縁性の第２突部３３が形成されている。
このようにすれば規制壁部３１の構成を利用して巻線１１の隣り合うターン部１２Ａ間を絶縁することが可能になる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、コイル１０は、車両のＤＣ／ＤＣコンバータに用いられることとしたが、これに限られず、ＤＣ／ＤＣコンバータ以外に用いられるコイルに本発明を適用してもよい。

（２）連結壁部２７Ａ，２７Ｂに対する規制壁部３１の位置は、上記実施形態のような連結壁部２７Ａ，２７Ｂの周縁部における前後方向の中間部に限られず、少なくとも巻線１１の所定以上の挿入を規制できるのであればよい。例えば、連結壁部２７Ａ，２７Ｂの周縁部における中間部よりも前方又は後方にずれた位置に形成されていてもよい。

（３）規制壁部３１が一対の側壁部２２Ａ，２２Ｂに連なるように形成されていてもよい。例えば、規制壁部３１が一対の側壁部２２Ａ，２２Ｂと一体（全体が開口部を有するケース状）に形成されていてもよい。
（４）規制壁部３１に第２突部３３が形成されていない構成としてもよい。

１０…コイル
１１…巻線
１２…螺旋部
１２Ａ…ターン部
１３…接続部
１５…コア部材
１８…柱部
２１…スペーサ
２１Ａ…開口部
２２Ａ，２２Ｂ…一対の側壁部
２３…側壁本体
２４…第１突部
２５…スリット
２７Ａ，２７Ｂ…連結壁部
２８…挿通孔
２９…係止部
２９Ａ…段差部
２９Ｂ…傾斜部
３０…支持凸部
３１…規制壁部
３２…規制壁本体
３３（３３Ａ〜３３Ｄ）…第２突部
３４…コイル本体

Claims (4)

1. 断面が扁平な矩形状をなし、螺旋状にエッジワイズ巻きされることで複数のターン部が形成された巻線と、
   前記巻線の外周面に沿って設けられた一対の側壁部と、前記一対の側壁部間を連結する一対の連結壁部とを有するスペーサと、
   前記巻線の内側に挿通される柱部を有するコア部材と、を備え、
   前記巻線は、前記一対の側壁部間に挿入されるとともに、前記一対の側壁部の内面側には、隣り合う前記ターン部間に配される絶縁性の第１突部が形成されており、
   前記スペーサは、前記一対の連結壁部間を連結するとともに、前記巻線に当接して前記巻線の所定以上の挿入を規制する規制壁部を備えるコイル。
2. 前記巻線は、前記螺旋の方向と異なる方向に延びて外部と接続される接続部を備え、
   前記側壁部には、前記巻線における前記接続部側の部分が嵌め入れられるスリットが形成されている請求項１に記載のコイル。
3. 前記連結壁部の内面側には、前記所定の位置に挿入された前記巻線の内周に係止して前記巻線の抜けを規制する係止部が設けられている請求項１又は請求項２に記載のコイル。
4. 前記規制壁部の内面側には、隣り合う前記ターン部間に配される絶縁性の第２突部が形成されている請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のコイル。

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