JP4474426B2 - Coil forming method and coil manufactured by the method - Google Patents
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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。 The present invention relates to a method of forming a coil as an electronic component and a coil manufactured by the method, and more particularly to a method of forming a coil suitable for use as a reactor and a coil manufactured by the method.
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)。 A coil of a rotary motor formed by edgewise winding in which a strip (flat wire) of a flat conductor is bent and wound in the width direction of the strip has been proposed. The coil includes a first bent portion that is bent and a second bent portion that is disposed adjacent to the coil stacking direction of the first bent portion, and the first bent portion and the second bent portion. The positions of the inner portions of the flat conductors are arranged so as to be shifted from each other in the plane direction of the flat conductor. The coil includes a first step of winding a strip of a flat conductor along a combination of some of the divided portions of the bending mold having a plurality of adjacent divided portions, and any one of the plurality of divided portions. It is manufactured by repeating the second step of winding a strip of flat conductors along one or a combination of some of the divisions in a different combination than the first step. According to such a coil, the swelling in the coil stacking direction is reduced, and the coil dimension can be reduced. Moreover, the insulation fall between coil wires is prevented and the reliability of a coil improves. Furthermore, since a step in the stacking direction is formed on the outer periphery of the coil and functions as a heat radiating fin, the heat radiating effect of the coil is improved, and the temperature rise of the coil can be prevented (for example, see Patent Document 1).
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。 Since the conventional coil described above is manufactured by a bending die in which a plurality of divided portions are combined, the shift position between the first bent portion and the second bent portion, that is, the step position in the stacking direction formed on the outer periphery of the coil. When it is desired to change, it is necessary to change the combination of the division parts or to manufacture a new division part, which causes a problem that the troublesome labor and cost increase. Moreover, although the conventional coil mentioned above is used for a rotary electric motor, when using for a reactor, for example, it may be necessary to use a coil having two coil elements, and the bending mold is more complicated. There is a problem that the structure is complicated and the labor and cost increase.
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。 The objective of this invention is providing the technique which can form the level | step difference of a lamination direction in the arbitrary positions of a coil outer periphery simply and at low cost.
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、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。
The present inventor has produced a novel coil forming method capable of easily and inexpensively forming a step in the stacking direction at an arbitrary position on the outer periphery of a coil formed by edgewise winding a rectangular wire. I found a coil. In other words, in order to achieve the above object, the coil forming method of the present invention is characterized in that a single rectangular wire is square-wound in an edgewise manner so as to be stacked in a square tube shape and at least the first and second coil elements. Are coils that are continuously formed so that the winding directions are opposite to each other in a parallel state, and the first winding head and the first winding head are spaced apart from each other by a predetermined distance. In the method of forming a coil, the first and second coil elements are continuously formed from the one rectangular wire using a second winding head provided at a distance.
The rectangular wire having a length necessary for winding of the first coil element and the second coil element is prepared, and the rectangular wire is arranged from the second winding head side to the first winding head side. A flat wire first feeding step in which the flat wire is set to a state where the leading end of the flat wire protrudes from the first winding head by a predetermined length;
The rectangular wire is wound up to a predetermined number of turns of the first coil element so that a step in the stacking direction can be formed at an arbitrary position on the outer periphery of the first coil element using the first winding head. Winding the first coil element to form the first coil element;
A second step of feeding a rectangular wire having the first coil element formed at the tip thereof again from the second winding head side to the first winding head side;
Forming the first coil element by bending the entire first coil element to set the first coil element in a predetermined posture state; and
A third feeding step of a rectangular wire material that further feeds the rectangular wire material from the second winding head side to the first winding head side in order to secure the winding amount of the second coil element;
The rectangular wire is wound up to a predetermined number of turns of the second coil element so that a step in the stacking direction can be formed at an arbitrary position on the outer periphery of the second coil element using the second winding head. And winding the second coil element to form the second coil element.
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。 According to such a configuration, it is possible to stack at any position on the outer periphery of the first coil element and the outer periphery of the second coil element only by changing the feed position of the flat wire to the first winding head and the second winding head. Since a step in the direction can be formed, the coil applicable particularly to the reactor can be manufactured easily and at low cost.
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。In the winding process of the first coil element and the winding process of the second coil element, the step is formed on the open surface side of the first coil element and the second coil element. To do.
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。With this configuration, since the bottom surfaces of the first coil element and the second coil element can be brought into close contact with the bottom surface of the heat conductive case, for example, the first coil element and the second coil element Heat generation can be efficiently conducted to the heat conductive case to cool the first coil element and the second coil element.
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。In order to achieve the above object, the coil of the present invention is manufactured by the above-described method for forming each coil.
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。According to this configuration, it is possible to provide a coil that exhibits the above-described effects.
また、上記コイルの成形方法により製造された第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たコイルを所定の寸法サイズが規定されたリアクトルケース内に収納したことを特徴とする。Further, the first and second coil elements manufactured by the above coil forming method are in a parallel state, and the coil is continuously formed so that the winding directions are opposite to each other. It was stored in the reactor case made.
かかる構成によれば、上記作用効果に加え、所定の寸法サイズが規定されたリアクトルケース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る。According to this configuration, in addition to the above-described effects, the dead space of the reactor case with a predetermined dimensional size is reduced, and the reactor case can be stored in a smaller volume case.
本発明によれば、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、当該コイル自体のコストも低く抑えることができる。 According to the present invention, it is possible to stack at any position on the outer periphery of the first coil element and the outer periphery of the second coil element only by changing the feed position of the rectangular wire to the first winding head and the second winding head. Since the step in the direction can be formed, the coil applicable particularly to the reactor can be manufactured easily and at low cost, and the cost of the coil itself can be kept low.
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。
A coil according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the present embodiment, the coil of the present invention is applied to a reactor coil (hereinafter referred to as a reactor coil). FIG. 1 is a perspective view of a reactor as an example including a reactor coil according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view of the reactor shown in FIG. The
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。
As shown in FIG. 1, the
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。
Thereby, since the surface area which the
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。
As shown in FIG. 2, the
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。
The assembly procedure of the
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。
Next, after the insulating and heat radiation sheet 7 is laid on the bottom surface of the heat
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。
As described above, the
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。
Similarly, the dead space in the heat
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。
FIGS. 3A, 3 </ b> B, 3 </ b> C, and 3 </ b> D are a perspective view, a front view, a side view, and a top view showing details of the
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。
That is, the
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。
Then, by forming the step ST11, the lead 121L is formed so that the lead 121L formed at the winding start end of the
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。
As described above, the
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。
4, FIG. 5, FIG. 6 and FIG. 7 are diagrams for explaining a method of forming the
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。
First, as shown to Fig.4 (a), the
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。
Subsequently, as shown in FIGS. 4B to 6I, the
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。
Next, the second winding of the
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。
Thereafter, by repeating the steps of FIG. 4B to FIG. 6I up to a predetermined number of turns of the
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。
Subsequently, as shown in FIG. 6 (j), the
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。
Subsequently, as shown in FIG. 6 (l), the
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。
Next, as shown in FIG. 7 (m), the
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。
Then, as shown in FIG. 7 (n), the winding of the
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。
Finally, as shown in FIG. 7 (o), the
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。
According to the above forming method, the steps ST11, ST12, ST21, ST22 in the stacking direction can be easily and inexpensively formed on the
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。
Further, the
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。
In the above-described embodiment, the
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。 While the present invention has been described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the claims.
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。 The present invention is not limited to a coil of a reactor, as long as it is a coil that is stacked in a rectangular tube shape by winding a single rectangular wire in an edgewise manner, and it can be applied to coils of other electronic components such as a transformer. Widely applicable.
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
DESCRIPTION OF
Claims (4)
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、 The rectangular wire having a length necessary for winding the first coil element and the second coil element is prepared, and the rectangular wire is arranged from the second winding head side to the first winding head side. A flat wire first feeding step in which the flat wire is set to a state where the leading end of the flat wire protrudes from the first winding head by a predetermined length;
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、 The rectangular wire is wound up to a predetermined number of turns of the first coil element so that a step in the stacking direction can be formed at an arbitrary position on the outer periphery of the first coil element using the first winding head. Winding the first coil element to form the first coil element;
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、 A second step of feeding a rectangular wire having the first coil element formed at the tip thereof again from the second winding head side to the first winding head side;
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、 Forming the first coil element by bending the entire first coil element to set the first coil element in a predetermined posture state; and
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、 A third feeding step of a rectangular wire material that further feeds the rectangular wire material from the second winding head side to the first winding head side in order to secure the winding amount of the second coil element;
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。 The rectangular wire is wound up to a predetermined number of turns of the second coil element so that a step in the stacking direction is formed at an arbitrary position on the outer periphery of the second coil element using the second winding head. And a winding step of the second coil element forming the second coil element.
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