JP4951272B2 - コイル及びコイルの成形方法 - Google Patents

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、一般に巻線と磁性体のコアを備え、コアに巻線が巻回されてコイルを構成す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

しかしながら、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両コイル要素の巻線を相互に連結するため、上記特許文献２にも記載されているように、連絡用ターミナル及び各巻線の連結側の端部が両コイル要素の端面による外形から外側へはみ出てしまうので、コイルの占有スペースの増大を余儀なくされ、特に、上述したケース内に収納する場合にも、その分ケースが大型化することになり、リアクトル全体の大型化を招いてしまう。

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するので、連絡用ターミナルが不要となる分、連結部を双方のコイル要素の端面による外形内に収め易い。しかしながら、連結部を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側に形成するので、やはり折り返し部分だけは双方のコイル要素の端面側にはみ出ざるを得ないことから、折り返し部分だけコイルの占有スペースが増えてしまう。この場合、折り返し部分の厚みを小さくしようとすれば、折り返しの曲率が非常に小さくなって巻線ひいてはコイルの電気的特性に悪影響が出る虞もある。また、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、例えば、リアクトルの部品としてのコイルの占有スペースを可及的に減少してリアクトルの更なる小型化を実現し得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、コイルを収納する収納面が略平面上に形成された熱伝導性を有するケースに収納されるリアクトルのコイルであって、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において、前記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のコイル要素の巻き終わり端部において、所定のコイル間隔長だけずらして前記平角線を第１のコイル要素の巻き方向とは反対の方向に略９０度折り曲げ、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るように、且つ、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、第２のコイル要素の巻き終わり時点で第１及び第２のコイル要素が並列状に連続して並んだ状態に成形されることを特徴とする。

かかる構成によれば、コイル要素相互を連結する溶接部や折り返し部が無くなるので、部品としてのコイルの占有スペースを可及的に減少させることができ、例えば、リアクトル等の更なる小型化を実現し得る。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本の平角線材から第１及び第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、
第１コイル要素と第２コイル要素の巻線に必要な長さの平角線材を用意し、該平角線材を第２の巻線ヘッド側から第１の巻線ヘッド側へ送って第１の巻線ヘッドにセットし、前記平角線材の先端が所定長第１の巻線ヘッドから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第１コイル要素の所定の巻数まで前記平角線材を巻線して第１コイル要素を形成する第１コイル要素の巻線工程と、
先端に第１コイル要素が形成された前記平角線材を再び第２の巻線ヘッド側から第１の巻線ヘッド側へ送る工程であって、第１コイル要素と第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当該平角線材を送るようにする平角線材の第２送り工程と、
第１コイル要素の全体を略９０度フォーミングする（折り曲げる）ことで、該第１コイル要素を所定の姿勢状態に設定する第１コイル要素のフォーミング工程と、
第２コイル要素の巻き分を確保するために第２の巻線ヘッド側から第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、
第２の巻線ヘッドを用いて第２コイル要素の所定の巻数まで前記平角線材を巻線して第２コイル要素を形成する第２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、コイル要素相互を連結する溶接部や折り返し部が無いコイルの成形方法が得られるので、部品としてのコイルの占有スペースを可及的に減少させることができ、例えば、リアクトル等の更なる小型化をも実現し得る。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。

特に、前記平角線材の第２送り工程では、第１コイル要素と第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している。

かかる構成により、第１コイル要素と第２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コイル要素と第２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、前記平角線材の第３送り工程は、平角線材を所定の長さだけ押し出した上で該平角線材を切断し、これにより形成される平角線材の終端が第２コイル要素の端部を構成するようにする平角線材の切断工程を含んでも良い。

かかる構成により、第２コイル要素の巻線が容易となり、その分製造作業を簡略化することができる。

本発明によれば、連絡用ターミナル等を含む連結側の端部が両コイル要素の端面による外形から外側へはみ出てしまうことが無く、コイルの占有スペースの増大を招くことも無い。更に、連結用の折り返し部が不要となるので、双方のコイル要素の端面側にはみ出る部材等が無くなる結果、その分コイルの占有スペースが減少するので、例えば、コイルをケース内に収納する電子部品等に適用する場合にも、その分ケースも小型化し得ることになり、電子部品全体の小型化を実現できる。

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である。図１に示すリアクトル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、リアクトルコア９にボビン（図１には図示せず）を介して平角線１７を巻回して形成されたリアクトルコイル１２を熱伝導性ケース１に収納した後、充填材８を流し込み固定している。また、図３を参照して後述するように、本実施形態のリアクトルコイル１２は、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。尚、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。また、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。

図２は、図１に示したリアクトル１０の分解斜視図である。図２に示すように、リアクトル１０は、熱伝導性ケース１、絶縁兼放熱シート７、リアクトルコイル１２、ボビン４、リアクトルコア９を含んでいる。リアクトルコイル１２は、ボビン４に平角線１７を巻回して形成されている。ボビン４は仕切部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。

次に、巻枠部４ｂにリアクトルコイル１２を形成した後、巻枠部４ｂの両端から仕切部４ａを嵌め込む。続いて、リアクトルコア９を巻枠部４ｂに挿入する。ここで、リアクトルコア９は、複数の磁性体のブロック３ａ、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シート材６から構成されている。ここで、リアクトルコア９は、２個のブロック３ａ、６個のブロック３ｂ及び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の形状は略リング状になっており、その直線部である磁性体のブロック３ｂとシート材６は、図２に示すボビン４の巻枠部４ｂの部分に挿入されている。このリアクトルコア９に直線部は２ヶ所あり、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、所定の電気的特性が得られている。磁性体のブロック３ａは各直線部と結合し、このリアクトルコア９を略リング状にしている。尚、磁性体のブロック３ｂとシート材６をボビン４の巻枠部４ｂに挿入した後、ブロック３ａとシート材６を接着しているため、磁性体のブロック３ａは外れない構造となっている。

以上の手順で、リアクトルコア９及びリアクトルコイル１２は形成されている。その後、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。次に、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、本実施形態の絶縁兼放熱シート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。

尚、本実施形態のリアクトルコイル１２は、上述したように、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、本実施形態のリアクトルコイル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、本発明の実施形態に係るリアクトルコイルを示す斜視図である。図３に示すように、本実施形態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ている。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の巻き方向とは反対の方向に略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が並列状に連続して並んだ状態に成形されることを特徴としている。ここで、エッジワイズ状に巻くとは、平角線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。 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。

さて、本実施形態のリアクトルコイル１２の成形方法について、図４、図５及び図６を参照して説明する。本実施形態のリアクトルコイル１２の成形方法では、図４（ａ）乃至図６（ｉ）に示すように、第１コイル要素用の巻線ヘッド１００と、第２コイル要素用の巻線ヘッド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。まず、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）を所定位置まで送る（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（第２コイル要素１２２も同様）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（又は第２コイル要素１２２）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を送る（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を送るようにする。

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）。この場合、第２コイル要素１２２（第１コイル要素１２１も同様）の所定の巻数まで巻回して第２コイル要素１２２を形成する。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をフォーミングすることで第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９０度フォーミングする（折り曲げる）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。即ち、平角線材１７０を９０度フォーミングする（折り曲げる）時に、それまでの平角線材１７０の折り曲げの向きとは折り曲げの向きが変わる（１８０度反転する）ことになる。

このように、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の成形方法の大きな特徴である。

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、両コイル要素１２１と１２２とが接近し始めることになる。

続いて、図６（ｈ）に示すように、第２コイル要素１２２の巻線が進み両コイル要素１２１と１２２が更に接近する。この時、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。

図６（ｉ）に示すように、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（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（ｉ）に示すように、同一方向に延伸した状態になる。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り、図３に示したように、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の成形方法では、形成した各々のコイル要素の姿勢が既に図３の状態となっているため、両コイル要素の溶接（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、完成されたコイルに折り返しの箇所が無く、そのための工数は不要である。即ち、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を第１のコイル要素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及びその成形方法では、両コイル要素１２１と１２２の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の巻線部分に繋がる構成となっており、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となっている。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。

このように、本実施形態ひいては本発明のコイル及びその成形方法では、溶接用のターミナル部材や連結用の折り返し部という余計な部材や部分を介さない、いわば直接曲げにより両コイル要素を連結可能とした点に大きな特徴を有している。従って、上述した第１の従来例のコイルと異なり、連絡用ターミナル等を含む連結側の端部が両コイル要素の端面による外形から外側へはみ出てしまうことが無く、コイルの占有スペースの増大を招くことも無い。更に、上述した第２の従来例のコイルとも異なり、連結用の折り返し部が不要となるので、図３からも明らかなように、双方のコイル要素の端面側にはみ出る部材等が全く無くなる。この結果、上述した第２の従来例のコイルよりも、折り返し部だけコイルの占有スペースが減少するので、特に、上述した熱伝導性ケース１等のケース内に収納する場合にも、その分ケースも小型化し得ることになり、リアクトル全体の小型化を実現できる。

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、 １００ 巻線ヘッド、
２００ 巻線ヘッド、 １７０ 平角線材

Claims (3)

1. コイルを収納する収納面が略平面上に形成された熱伝導性を有するケースに収納されるリアクトルのコイルであって、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において、前記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のコイル要素の巻き終わり端部において、所定のコイル間隔長だけずらして前記平角線を第１のコイル要素の巻き方向とは反対の方向に略９０度折り曲げ、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るように、且つ、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、第２のコイル要素の巻き終わり時点で第１及び第２のコイル要素が並列状に連続して並んだ状態に成形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本の平角線材から第１及び第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、
   第１コイル要素と第２コイル要素の巻線に必要な長さの平角線材を用意し、該平角線材を第２の巻線ヘッド側から第１の巻線ヘッド側へ送って第１の巻線ヘッドにセットし、前記平角線材の先端が所定長第１の巻線ヘッドから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第１コイル要素の所定の巻数まで前記平角線材を巻線して第１コイル要素を形成する第１コイル要素の巻線工程と、
   先端に第１コイル要素が形成された前記平角線材を再び第２の巻線ヘッド側から第１の巻線ヘッド側へ送る工程であって、第１コイル要素と第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当該平角線材を送るようにする平角線材の第２送り工程と、
   第１コイル要素の全体を略９０度折り曲げることで、該第１コイル要素を所定の姿勢状態に設定する第１コイル要素のフォーミング工程と、
   第２コイル要素の巻き分を確保するために第２の巻線ヘッド側から第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、
   第２の巻線ヘッドを用いて第２コイル要素の所定の巻数まで前記平角線材を巻線して第２コイル要素を形成する第２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３送り工程は、平角線材を所定の長さだけ押し出した上で該平角線材を切断し、これにより形成される平角線材の終端が第２コイル要素の端部を構成するようにする平角線材の切断工程を含むことを特徴とするコイルの成形方法。

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