JP6101208B2 - コイル、リアクトル及びコイルの形成方法 - Google Patents
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Description
本発明は、箔帯導電体からなるコイルに関し、そのコイルを備えると共に電源回路に用いられるリアクトルに関する。
特許文献１には、箔帯導電体からなるコイルにおける引出部（口出線）の形成法が開示されている。特許文献１の引出部は、箔帯導電体にスリットを入れることなく折り曲げ加工だけで形成されている。
実際にコイルを作製する際には、箔帯導電体を絶縁セパレータと共に巻回するが、特許文献１の開示に基づいてコイルを作製しようとすると、絶縁セパレータと箔帯導電体の位置ズレ、特に巻き始めにおける位置ズレが生じてしまう可能性がある。
そこで、本発明は、絶縁セパレータと箔帯導電体の巻き始めにおける位置ズレを抑制してなるコイル及びそれを用いたリアクトルを提供することを目的とする。
本発明の一の側面は、箔帯導電体を折り曲げ形成してなる導電部材であって内端部及び外端部の２つの端部を有し且つ前記内端部と前記外端部の間に位置するコイル主部を有する導電部材を絶縁セパレータと共に巻回してなるコイルであって、
前記内端部が前記コイルの中心側に位置すると共に前記外端部が前記コイルの最外周側に位置しており、
前記内端部は、内側引出部と、当該内側引出部と前記コイル主部との間に位置する内側余部であって前記コイルの周回方向において所定サイズを有するように折り返されて前記導電部材の前記周回方向における最内端部を構成する内側余部とを有しており、
前記外端部は、外側引出部を有しており、
前記内側引出部及び前記外側引出部は、前記周回方向と交差する前記コイルの巻軸方向において前記コイル主部から突出している
コイルを提供する。
前記内端部が前記コイルの中心側に位置すると共に前記外端部が前記コイルの最外周側に位置しており、
前記内端部は、内側引出部と、当該内側引出部と前記コイル主部との間に位置する内側余部であって前記コイルの周回方向において所定サイズを有するように折り返されて前記導電部材の前記周回方向における最内端部を構成する内側余部とを有しており、
前記外端部は、外側引出部を有しており、
前記内側引出部及び前記外側引出部は、前記周回方向と交差する前記コイルの巻軸方向において前記コイル主部から突出している
コイルを提供する。
また、本発明の他の側面は、
箔帯導電体の長手方向の一端及びその近傍を折り曲げ加工することにより、前記箔帯導電体の短手方向において前記箔帯導電体のエッジから突出している内側引出部と、後工程において巻回されてコイル主部となる前記箔帯導電体の主部と前記内側引出部との間に位置し且つ前記長手方向において所定サイズを有するように折り返されることによりコイルの最も中心側の端部となる内側余部とを構成する構成ステップと、
ボビンに前記内側余部を保持させた状態で前記箔帯導電体を絶縁セパレータと共に巻回する巻回ステップと
を備えるコイルの形成方法を提供する。
箔帯導電体の長手方向の一端及びその近傍を折り曲げ加工することにより、前記箔帯導電体の短手方向において前記箔帯導電体のエッジから突出している内側引出部と、後工程において巻回されてコイル主部となる前記箔帯導電体の主部と前記内側引出部との間に位置し且つ前記長手方向において所定サイズを有するように折り返されることによりコイルの最も中心側の端部となる内側余部とを構成する構成ステップと、
ボビンに前記内側余部を保持させた状態で前記箔帯導電体を絶縁セパレータと共に巻回する巻回ステップと
を備えるコイルの形成方法を提供する。
更に、本発明の他の側面は、アルミ箔からなる導電部材を絶縁セパレータと共に巻回してなるコイルであって、前記導電部材の一端側から引き出された内側引出部と前記導電部材の他端側から引き出された外側引出部とを有するコイルと、内側端子及び外側端子と、前記内側引出部及び前記外側引出部と前記内側端子及び前記外側端子とを夫々電気的に接続する内側アルミピン及び外側アルミピンとを備えるリアクトルの製造方法であって、
複数の錐体からなる集合体をベースとした形状を有する加圧部であって直角及び鋭角の角部を含まない外周形状を有する加圧部を含む加圧部材を用いて、前記内側引出部及び前記外側引出部を前記内側アルミピン及び前記外側アルミピンに対して夫々超音波溶接する
リアクトルの製造方法を提供する。
複数の錐体からなる集合体をベースとした形状を有する加圧部であって直角及び鋭角の角部を含まない外周形状を有する加圧部を含む加圧部材を用いて、前記内側引出部及び前記外側引出部を前記内側アルミピン及び前記外側アルミピンに対して夫々超音波溶接する
リアクトルの製造方法を提供する。
本発明の更に他の側面は、上述したリアクトルの製造方法であって、
前記加圧部は、四角形の角部を面取りして又は丸めて得られる外周形状を有している
リアクトルの製造方法を提供する。
前記加圧部は、四角形の角部を面取りして又は丸めて得られる外周形状を有している
リアクトルの製造方法を提供する。
本発明によれば、内側引出部に隣接した内側余部を箔帯導電体からなる導電部材の最内端部として設け、コイルの巻回時においてはその内側余部をボビン等に保持させる又は固定することとしたため、コイルの巻回時に箔帯導電体（導電部材）と絶縁セパレータとの位置ズレ等の発生を抑えることができる。
添付の図面を参照しながら下記の最良の実施の形態の説明を検討することにより、本発明の目的が正しく理解され、且つその構成についてより完全に理解されるであろう。
本発明については多様な変形や様々な形態にて実現することが可能であるが、その一例として、図面に示すような特定の実施の形態について、以下に詳細に説明する。図面及び実施の形態は、本発明をここに開示した特定の形態に限定するものではなく、添付の請求の範囲に明示されている範囲内においてなされる全ての変形例、均等物、代替例をその対象に含むものとする。
図１に示されるように、本実施の形態によるリアクトル１０は２つのコイル１と磁性コア５とを備えている。本実施の形態によるリアクトル１０は、中型から小型の磁性コアと組み合わせた（省エネ）電力変換用途及びローパスフィルター用途の線輪部品として適応が可能である。より具体的には、本実施の形態によるリアクトル１０は、高周波スイッチングの昇圧、高圧コンバーター内でエネルギー蓄積用リアクトルとして活用可能である。また、本実施の形態によるリアクトル１０は大電流コンバータやインバーターの高調波フィルター（ローパスフィルター）に含まれる交流リアクトル（ＡＣＬ）や直流リアクトル（ＤＣＬ）として活用可能である。また、本実施の形態によるリアクトル１０は、輻射伝導ノイズ対策の零相部品若しくは大電流トランスとして活用可能である。また、本実施の形態によるリアクトル１０は、電磁調理器などにおける発熱負荷側の電磁誘導コイルとして活用可能である。更には、本実施の形態によるリアクトル１０は、広域の空間深度で電力伝搬させるための非接触充電用途の電磁誘導コイルとして活用可能である。実使用時においては、図示された状態のリアクトル１０に対して端子（後述）を取り付けたり全体をケースに入れたりすることとしてもよい。
図２に示されるように、本実施の形態によるコイル１は、いわゆる箔コイルであり、内側引出部１３２及び外側引出部１４２をコイル１の巻軸方向に突出させてなるものである。以下、主として、このコイル１の構造及び形成方法について説明する。
図２乃至図４を参照すると、コイル１は、箔帯導電体１００（図４参照）を折り曲げ形成してなる導電部材１２０（図３参照）を絶縁セパレータ１６０と共に巻回してなるものである（図２参照）。本実施の形態による箔帯導電体１００は、アルミ箔からなるものである。なお、図２乃至図４から理解されるように、コイル１における巻軸方向は箔帯導電体１００の短手方向であり、コイル１における周回方向は巻回された箔帯導電体１００の長手方向である。
図３に示されるように、導電部材１２０は、内端部１３０及び外端部１４０の２つの端部と、内端部１３０と外端部１４０との間に位置するコイル主部１５０とを有している。内端部１３０はコイル１の中心側に位置する方の端部であり、外端部１４０はコイル１の最外周側に位置する部位である。なお、実際のコイル１の形成工程においては、図３に示されるような導電部材１２０を作製してから、その導電部材１２０を巻回するのではなく、後述するように外端部１４０の形成を導電部材１２０（箔帯導電体１００）の巻回後に行うが、作製されたコイル１の構造に差異があるわけではないので、理解を容易にするため、導電部材１２０の各部位の構造及び位置関係については図３を用いて説明する。
図３に示されるように、内端部１３０は、内側引出部１３２と、内側余部１３４とを有している。内側引出部１３２は、箔帯導電体１００の短手方向において箔帯導電体１００のエッジ１０２から突出している。即ち、内側引出部１３２は、コイル１の巻軸方向においてコイル主部１５０から突出している。図３に加えて図１０及び図１１も参照すると、内側余部１３４は、内側引出部１３２とコイル主部１５０との間に位置しており、箔帯導電体１００の長手方向（即ち、コイル１の周回方向）において所定サイズＷ１を有するように折り返されて、箔帯導電体１００の長手方向において導電部材１２０の端部を構成している。即ち、導電部材１２０が巻回された状態では、内側余部１３４は、コイル１の周回方向における導電部材１２０の最内端部を構成している。なお、図３から理解されるように、内側余部１３４は、箔帯導電体１００の短手方向において箔帯導電体１００のエッジ１０２から突出していない。即ち、内側余部１３４は、コイル１の巻軸方向においてコイル主部１５０から突出していない。
図３に示されるように、本実施の形態による外端部１４０は、外側引出部１４２と、外側余部１４４とを有している。外側引出部１４２は、内側引出部１３２と同様に、コイル１の巻軸方向においてコイル主部１５０から突出している。また、外側余部１４４は、内側余部１３４と同様に、外側引出部１４２とコイル主部１５０との間に位置しており、箔帯導電体１００の長手方向において折り返されて導電部材１２０の端部を構成している。即ち、導電部材１２０が巻回された状態では、外側余部１４４は、コイル１の周回方向における導電部材１２０の最外端部を構成している。なお、図３から理解されるように、外側余部１４４は、箔帯導電体１００の短手方向において箔帯導電体１００のエッジ１０２から突出していない。即ち、外側余部１４４は、コイル１の巻軸方向においてコイル主部１５０から突出していない。
以下、図４乃至図１１を用いて内端部１３０の形成方法について説明し、続いて、その内端部１３０を有する箔帯導電体１００（導電部材１２０）を用いてコイル１を形成する方法について説明する。
まず、図４に示される箔帯導電体１００の箔帯導電体１００の長手方向の一端１０４を図５に示されるように長手方向における箔帯導電体１００の他端１０６側に折り返す。
次いで、図６に示されるように、折り返し部分１１０を所定サイズＷ１だけ残すようにして、一端１０４を短手方向において箔帯導電体１００のエッジ１０２からはみ出るようにして折り曲げて、所定サイズＷ１を有する内側余部１３４を構成しつつ折曲部１１５を構成する。このことから理解されるように、折曲部１１５は、箔帯導電体１００の一部が三角形状に二重に重ねられた重複部分を有している。詳しくは、本実施の形態による折曲部１１５は、直角二等辺三角形状の重複部分を有している。
次いで、この折曲部１１５を折り曲げて、内側引出部１３２を形成する。より具体的には、図７に示されるように、所定の径を有する巻芯２０に折曲部１１５を巻き付けた後、図８に示されるように、巻芯２０を抜き、丸められた折曲部１１５をプレスすることにより、図９に示されるように、箔帯導電体１００の短手方向において箔帯導電体１００のエッジ１０２から突出する内側引出部１３２を形成する。
ここで、箔帯導電体１００としては、導体箔の軟らかさによる製造工程上の取り扱いやすさと導電率の向上とを考慮して、純度９９．９９％から９９．３％の純アルミニウム箔を焼き鈍した材料を使用することが望ましい。また、内側引出部１３２の層数（箔帯導電体１００の一部が幾重に重なっているか）は、後の巻回工程を考慮すると、厚みが１５０ミクロン程度までの箔帯の場合には５層から７層であることが望ましい。一方、厚みが１５０ミクロンより厚く且つ３００ミクロン程度までの箔帯の場合には、内側引出部１３２の層数は、４層以下とすることが望ましい。また、内側余部１３４の所定サイズＷ１は、内側引出部１３２の周回方向におけるサイズＷ２の０．１倍以上１５倍以下であることが望ましい。特に、後述する巻回工程において位置ズレ防止効果を得るためには、所定サイズＷ１は、サイズＷ２の０．５倍以上５倍以下であることが好ましい。
このようにして、図１０及び図１１に示されるような内端部１３０を構成した後、箔帯導電体１００を絶縁セパレータ１６０と共に巻回する。ここで、巻回された箔帯導電体１００の層間でのショート等を避けるため、箔帯導電体１００のエッジ１０２を絶縁保護する必要があるので、エッジ１０２と絶縁セパレータ１６０のエッジとの差Ｄは、５０μｍ〜１０ｍｍであることが望ましく、２〜３ｍｍであることがより望ましい。なお、エッジ１０２保護のために、エッジ１０２を覆うように絶縁セパレータ１６０を折り曲げることとしてもよい。その場合、折り曲げる前の状態において、差Ｄが２〜１０ｍｍであることが望ましく、２〜３ｍｍであることがより望ましい。なお、絶縁セパレータ１６０として用いられる絶縁紙としては、４０〜８０μｍの厚みを有するものが望ましい。４０μｍより薄いと絶縁性を確保することが困難になる一方、８０μｍより厚いとコイル１の小型化を確保しがたいからである。
本実施の形態による巻回工程においては、図１３に示されるように、２つの分割ボビン３２，３４からなるボビン３０を用いることとする。詳しくは、図１３及び図１４から理解されるように、２つの分割ボビン３２，３４で内側余部１３４と絶縁セパレータ１６０の端部とを挟み込んで保持する。この際、内側引出部１３２はボビン３０には直接接しておらず、内側引出部１３２とボビン３０との間にはコイル主部１５０となる箔帯導電体１００の主部１０８が介在している。このようにすると、巻回に際して内側引出部１３２の厚みが問題となる確率を低めることができる。但し、本発明はこれに限定されない。例えば、内側引出部１３２を内側にしてボビン３０に直接接触させてもよい。また、絶縁セパレータ１６０をその長手方向において折り返すことにより、絶縁セパレータ１６０で内側余部１３４を挟み込んだ状態で、ボビン３０に保持させてもよい。即ち、ボビン３０に保持された部分は、絶縁セパレータ１６０、内側余部１３４、絶縁セパレータ１６０の順に重なっている。更に、その場合において、内側引出部１３２の内側に折り返した絶縁セパレータ１６０が位置していてもよい。
次いで、図１５に示されるように、箔帯導電体１００を絶縁セパレータ１６０と共にボビン３０に巻回する。この際、上述したように、本実施の形態においては、２つの分割ボビン３２，３４で内側余部１３４と絶縁セパレータ１６０の端部とを挟み込んで保持していることから、巻回時に箔帯導電体１００（導電部材１２０）と絶縁セパレータ１６０とがズレてしまうことを防止することができる。なお、絶縁セパレータ１６０の端部を分割ボビン３２，３４で挟み込まずに内側余部１３４のみを分割ボビン３２，３４で挟み込むこととしても、箔帯導電体１００からなる導電部材１２０のズレ防止効果を得ることができるが、より効果的にズレ防止を行うためには、上述したように２つの分割ボビン３２，３４で内側余部１３４と絶縁セパレータ１６０の端部とを挟み込んで保持しつつ箔帯導電体１００を絶縁セパレータ１６０と共に巻回することが望ましい。
その後、図１６に示されるように、外端部１４０を構成する。外端部１４０の形成方法は、内端部１３０の形成方法と同様である。詳しくは、図１５及び図１６から理解されるように、箔帯導電体１００の他端１０６を一端１０４側に折り返した後、折り返し部分を少し残しつつ他端１０６を短手方向（巻軸方向）において箔帯導電体１００のエッジ１０２からはみ出るようにして折り曲げることで、コイル１の最も外周側の端部となる外側余部１４４を構成しつつ外側折曲部を構成し、更に、外側折曲部を折り曲げて外側引出部１４２を構成する。
その後、絶縁セパレータ１６０を更に２周程度巻いて、図１７に示されるようなコイル１を得る。この際、導電部材１２０の最外端部が外側引出部１４２ではなく外側余部１４４であることから、外側引出部１４２の両側に位置する外側余部１４４とコイル主部１５０とが絶縁セパレータ１６０により内周側に押し付けられることとなり、外側余部１４４とコイル主部１５０とに挟まれた外側引出部１４２の位置も安定することとなる。
その後、分割ボビン３４を撓ませて分割ボビン３２内に押し込むことにより、分割ボビン３２と分割ボビン３４とを分け、両者を抜き去ることで、図２に示されるような空芯コイル（コイル１）を得る。
このようにして得られたコイル１の内側引出部１３２及び外側引出部１４２には、図１８及び図１９に示されるように、外部端子として、アルミ以外の導電体からなる端子（内側端子、外側端子）３００を取り付けられる。本実施の形態における端子３００は、真鍮の部材に銅メッキ及び錫メッキを施してなるものである。本実施の形態においては、内側引出部１３２又は外側引出部１４２と端子３００は、内側引出部１３２又は外側引出部１４２と端子３００との間に樹脂板（内側樹脂板、外側樹脂板）３１０を介在させた状態で内側引出部１３２又は外側引出部１４２と端子３００と樹脂板（内側樹脂板、外側樹脂板）３１０とを貫通するアルミピン（内側アルミピン、外側アルミピン）３２０によって電気的に接続されている。より具体的には、本実施の形態においては、アルミピン３２０を端子３００、樹脂板３１０、アルミ環３３０、内側引出部１３２又は外側引出部１４２、アルミ環３３０の順に通し、アルミピン３２０のピンヘッド３２２を端子３００に押し付けた状態でアルミピン３２０の先端を潰してピン潰し部３２４を形成してアルミピン３２０を固定する。樹脂板３１０を介在させることにより、アルミピン３２０と材料の異なる端子３００との接合部分を樹脂板３１０で部分的に保護できることから、その接合部分における腐食の発生を抑制することができる。ここで、樹脂板３１０は、任意の形状とすることができ、また、端子台として利用することもできる。なお、更なる腐食発生抑制の観点から、図２０に示されるように、ピンヘッド３２２と端子３００との接合部分を樹脂３４０により覆うこととしてもよい。また、より一層の腐食発生防止の観点から、図２１に示されるように、樹脂板３１０のピン潰し部３２４側の部位、即ち、内側引出部１３２又は外側引出部１４２とアルミ環３３０とピン潰し部３２４とを樹脂３４２により覆うこととしてもよい。更に、樹脂板３１０に代えて接着剤等の樹脂により、アルミピン３２０や他のアルミ材と端子３００との接合部分を覆うこととしてもよい。
加えて、高い接触信頼性を確保するため、図２２乃至図２４に示されるように、内側引出部１３２ａ及び外側引出部１４２ａをアルミピン３２０に対して超音波溶接することとしてもよい。詳しくは、内側引出部１３２ａ及び外側引出部１４２ａは、上述した内側引出部１３２及び外側引出部１４２（図１８及び図１９参照）よりも長いものである。内側引出部１３２ａ及び外側引出部１４２ａは、ピン潰し部３２４上にかかるように折り返されており、図２５及び図２６に示されるような加圧部材４００の加圧部４１０によりピン潰し部３２４に対して超音波溶接されている。内側引出部１３２ａ及び外側引出部１４２ａには、加圧部４１０の形状に起因した加圧痕１７０が形成されている。
詳しくは、加圧部材４００は、図２５及び図２６に示されるように、４つの四角錐体からなる集合体（加圧方向に沿って見た場合に四角形の外形を有する）の角部を面取りしてなるような形状を有する加圧部４１０を有している。この加圧部４１０は、直角及び鋭角の角部を含まない外周形状（図２６においては４本の点線を含む八角形）を有している。加圧部４１０は、４つ以外の複数の四角錐体からなる集合体をベースにしたものであってもよいし、複数の四角錐体に代えて複数の円錐体や他の多角錐体からなる集合体をベースにしたものであってもよい。但し、加圧部材４００の形成コストを考慮すると、複数の四角錐体からなる集合体をベースにしたものであることが好ましい。また、加圧部４１０は、四角形の角部を丸めて得られる外周形状を有していてもよい。即ち、加圧部の外周形状には曲線が含まれていてもよい。
図２４を参照すると、本実施の形態による加圧痕１７０は、加圧部材４００の加圧部４１０の外周形状（図２５及び図２６参照）に起因した外形を有している。詳しくは、加圧痕１７０は、加圧部４１０の四角錐体に起因した凹みと加圧部４１０の外周形状（本実施の形態においては八角形）に起因した外形（八角形を若干丸めたもの）を有している。加圧部４１０が例えば単純な四角形のように直角又は鋭角を含む外周形状を有していると、その外周形状の角の部分において内側引出部１３２ａ及び外側引出部１４２ａが破断されてしまう可能性がある。しかしながら、本実施の形態のように、加圧部４１０が直角及び鋭角の角部を含まない外周形状を有している場合、加圧部４１０の加圧に起因して内側引出部１３２ａ及び外側引出部１４２ａが破断されてしまうおそれを低減することができる。
以上、具体的な実施の形態を掲げて本発明について説明してきたが、本発明は上述した実施の形態に限定されるわけではない。
具体的には、上述した実施の形態においては、図３に示されるように、内側引出部１３２と外側引出部１４２とがコイル主部１５０から同一方向に突出していたが、本発明はこれに限定されるわけではない。例えば、図２７に示されるように、内端部１３０と外端部１４０′とを異ならせ、内側引出部１３２と外側引出部１４２′とがコイル主部１５０から互いに逆方向に突出するように導電部材１２０′を構成することとしてもよい。
また、上述した実施の形態においては、図７に示されるように、巻芯２０を用いて折曲部１１５を丸めてからプレスすることで内側引出部１３２を構成していたが、本発明はこれに限定されるわけではない。例えば、巻芯２０を使わずに折曲部１１５を端から順に織り込んでいくようにして図９に示されるような内側引出部１３２を構成することとしてもよい。また、図２８及び図２７から理解されるように、折曲部１１５の折り方を変えてもよい。ここで、図２９において、一点鎖線は谷折りを示し、点線は山折りを示す。図２８及び図２９を参照すると、更に他の導電部材１２０″は、折曲部１１５をジグザグに折りたたむことにより構成された内側引出部１３２″を備える内端部１３０″を備えている。
更に、上述した実施の形態において、絶縁セパレータ１６０は導電部材１２０に対して特に折りこまれているものではなかったが、本発明はこれに限定されるわけではない。例えば、図３０に示されるように、絶縁セパレータ１６０ａを二つ折りにして導電部材１２０全体を絶縁セパレータ１６０ａ内に挟むこととしてもよい。また、図３１に示されるように、エッジ１０２のみを覆うように、絶縁セパレータ１６０ｂの短手方向の両端を折り込むこととしてもよい。更に、図３２に示されるように、絶縁セパレータ１６０ｃを２つの絶縁紙１６２ｃ，１６４ｃにより構成し、２つの絶縁紙１６２ｃ，１６４ｃで２つのエッジ１０２を夫々覆うように絶縁紙１６２ｃ，１６４ｃを折り込むこととしてもよい。また、図３２に示される構成とし、更に、絶縁紙１６２ｃをワニス樹脂への濡れ性のよいものとし、絶縁紙１６４ｃを引張強度の強いものとすることとしてもよい。
絶縁セパレータとしては、様々な材料を使用することができる。例えば、箔帯導電体と一体化されたものであってもよいし、接着層を有し箔帯導電体とその接着層により接着されるものであってもよい。また、絶縁セパレータは一般的なクラフト紙やマニラ紙のような紙であってもよいし、ＰＥＴやＰＥＮやＰＰＳなどの樹脂のシートであってもよい。更には、絶縁セパレータは、ガラスや耐熱繊維で構成された繊維不識布であってもよい。
上述した実施の形態において、図１３及び図１４に示されるように、ボビン３０は、２つの分割ボビン３２，３４からなる中空のものであったが、本発明はこれに限定されるわけではない。例えば、内側余部等を保持する溝又はスリットが形成されているような単一のボビンを用いることとしてもよいし、組み合わせた状態で中空とならないような２つの分割ボビンからなるボビンを用いることとしてもよい。更には、３以上の分割ボビンからなるボビンを用いることとしてもよい。また、コイル１の巻回後におけるボビンの抜去を容易にするため、ボビンをフッ素樹脂でコーティングして滑りを良くすることとしてもよい。
更に、このようにして得られたコイル１を用いてリアクトルを組み立てた後、リアクトル全体又はコイル１全体を硬化性ワニスなどの硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂で覆うこととしてもよい。更に、樹脂成型したキャップ及びケースに収容し、その上で樹脂で覆ってもよい。
上述した実施の形態においては、図４乃至図９を用いて説明したように、内側余部１３４を形成すると共に折曲部１１５を形成し、その後、折曲部１１５を折り曲げて内側引出部１３２形成していたが、各部の形成順を変更してもよい。例えば、所定サイズＷ１を残すことなく折曲部１１５を形成し、その後、所定サイズＷ１の内側余部１３４を形成してから、折曲部１１５を折り曲げて内側引出部１３２を形成することとしてもよいし、また、所定サイズＷ１を残すことなく折曲部１１５を形成し、その折曲部１１５を折り曲げて内側引出部１３２を形成してから、所定サイズＷ１の内側余部１３４を形成してもよい。
本発明において、内側余部１３４は必須の部位である一方、外側余部１４４は省略することもできる。但し、前述したように、外側余部１４４を設けるとコイル１の形態の維持をより確実に行うことができることから、外端部１４０は、外側余部１５５を有することが望ましい。
本発明によるコイルを備えるリアクトルは、電源コンバータやインバータ全般に活用可能である。
本発明は２０１１年１２月７日に日本国特許庁に提出された日本特許出願第２０１１−２６７９２９号に基づいており、その内容は参照することにより本明細書の一部をなす。
本発明の最良の実施の形態について説明したが、当業者には明らかなように、本発明の精神を逸脱しない範囲で実施の形態を変形することが可能であり、そのような実施の形態は本発明の範囲に属するものである。
１ コイル
５ コア
１０ リアクトル
２０ 巻芯
３０ ボビン
３２ 分割ボビン
３４ 分割ボビン
１００ 箔帯導電体
１０２ エッジ
１０４ 一端
１０６ 他端
１０８ 主部
Ｗ１ 所定サイズ
Ｗ２ サイズ
１１０ 折り返し部分
１１５ 折曲部
１２０ 導電部材
１３０ 内端部
１３２ 内側引出部
１３４ 内側余部
１４０ 外端部
１４２ 外側引出部
１４４ 外側余部
１５０ コイル主部
１６０，１６０ａ，１６０ｂ，１６０ｃ 絶縁セパレータ
１６２ｃ 絶縁紙
１６４ｃ 絶縁紙
１７０ 加圧痕
Ｄ 差
３００ 端子
３１０ 樹脂板
３２０ アルミピン
３２２ ピンヘッド
３２４ ピン潰し部
３３０ アルミ環
３４０ 樹脂
３４２ 樹脂
４００ 加圧部材
４１０ 加圧部
５ コア
１０ リアクトル
２０ 巻芯
３０ ボビン
３２ 分割ボビン
３４ 分割ボビン
１００ 箔帯導電体
１０２ エッジ
１０４ 一端
１０６ 他端
１０８ 主部
Ｗ１ 所定サイズ
Ｗ２ サイズ
１１０ 折り返し部分
１１５ 折曲部
１２０ 導電部材
１３０ 内端部
１３２ 内側引出部
１３４ 内側余部
１４０ 外端部
１４２ 外側引出部
１４４ 外側余部
１５０ コイル主部
１６０，１６０ａ，１６０ｂ，１６０ｃ 絶縁セパレータ
１６２ｃ 絶縁紙
１６４ｃ 絶縁紙
１７０ 加圧痕
Ｄ 差
３００ 端子
３１０ 樹脂板
３２０ アルミピン
３２２ ピンヘッド
３２４ ピン潰し部
３３０ アルミ環
３４０ 樹脂
３４２ 樹脂
４００ 加圧部材
４１０ 加圧部
Claims (15)
- 箔帯導電体を折り曲げ形成してなる導電部材であって内端部及び外端部の２つの端部を有し且つ前記内端部と前記外端部の間に位置するコイル主部を有する導電部材を絶縁セパレータと共に巻回してなるコイルであって、
前記内端部が前記コイルの中心側に位置すると共に前記外端部が前記コイルの最外周側に位置しており、
前記内端部は、内側引出部と、当該内側引出部と前記コイル主部との間に位置する内側余部であって前記コイルの周回方向において所定サイズを有するように折り返されて前記導電部材の前記周回方向における最内端部を構成する内側余部とを有しており、
前記外端部は、外側引出部を有しており、
前記内側引出部及び前記外側引出部は、前記周回方向と交差する前記コイルの巻軸方向において前記コイル主部から突出しており、
前記内端部は、前記箔帯導電体の長手方向の一端を他端側に折り返した後、折り返し部分を前記所定サイズだけ残すようにして且つ前記一端を前記長手方向と直交する短手方向において前記箔帯導電体のエッジからはみ出るようにして折り曲げることで前記内側余部を構成しつつ折曲部を構成し、更に前記折曲部を折り曲げて前記内側引出部を構成することにより得られるような構造を有している
コイル。 - 請求項１記載のコイルであって、
前記内側余部は、前記巻軸方向において前記コイル主部から突出していない
コイル。 - 請求項１又は請求項２記載のコイルであって、
前記所定サイズは、前記内側引出部の前記周回方向におけるサイズの０．１倍以上１５倍以下である
コイル。 - 請求項３記載のコイルであって、
前記所定サイズは、前記内側引出部の前記周回方向におけるサイズの０．５倍以上５倍以下である
コイル。 - 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のコイルであって、
前記外端部は、前記外側引出部と前記コイル主部との間に位置する外側余部であって折り返されて前記導電部材の前記周回方向における最外端部を構成する外側余部を更に有している
コイル。 - 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のコイルを備えるリアクトル。
- 請求項６記載のリアクトルであって、
前記内側引出部及び前記外側引出部に夫々接続される内側端子及び外側端子と、内側樹脂板及び外側樹脂板を更に備えており、
前記箔帯導電体はアルミ箔からなるものであり、
前記内側端子及び前記外側端子はアルミ以外の導電体からなるものであり、
前記内側引出部と前記内側端子とは、前記内側引出部と前記内側端子との間に前記内側樹脂板を介在させた状態で前記内側引出部と前記内側端子と前記内側樹脂板とを貫通する内側アルミピンによって電気的に接続されており、
前記外側引出部と前記外側端子とは、前記外側引出部と前記外側端子との間に前記外側樹脂板を介在させた状態で前記外側引出部と前記外側端子と前記外側樹脂板とを貫通する外側アルミピンによって電気的に接続されている
リアクトル。 - 請求項７記載のリアクトルであって、
前記内側引出部及び前記外側引出部は、夫々、前記内側アルミピン及び前記外側アルミピンに対して複数の錐体からなる集合体をベースとした形状を有する加圧部であって直角及び鋭角の角部を含まない外周形状を有する加圧部を含む加圧部材を用いて超音波溶接されており、
前記内側引出部及び前記外側引出部の夫々には、前記加圧部の前記錐体に起因した凹みと前記加圧部の前記外周形状に起因した外形を有する加圧痕が設けられている
リアクトル。 - 請求項８記載のリアクトルであって、
前記加圧部は、四角形の角部を面取りして又は丸めて得られる外周形状を有しており、
前記加圧痕は、当該加圧部を有する前記加圧部材により設けられたものである
リアクトル。 - 箔帯導電体の長手方向の一端及びその近傍を折り曲げ加工することにより、前記箔帯導電体の短手方向において前記箔帯導電体のエッジから突出している内側引出部と、後工程において巻回されてコイル主部となる前記箔帯導電体の主部と前記内側引出部との間に位置し且つ前記長手方向において所定サイズを有するように折り返されることによりコイルの最も中心側の端部となる内側余部とを構成する構成ステップと、
ボビンに前記内側余部を保持させた状態で前記箔帯導電体を絶縁セパレータと共に巻回する巻回ステップと
を備えるコイルの形成方法であって、
前記構成ステップは、
前記箔帯導電体の前記一端を前記長手方向における前記箔帯導電体の他端側に折り返した後、折り返し部分を前記所定サイズだけ残すようにして且つ前記一端を前記短手方向において前記箔帯導電体の前記エッジからはみ出るようにして折り曲げることで、前記所定サイズを有する前記内側余部を構成しつつ折曲部を構成する内側余部構成ステップと、
前記折曲部を折り曲げて、前記短手方向において前記箔帯導電体の前記エッジから突出している前記内側引出部を構成する内側引出部構成ステップと
を備えるコイルの形成方法。 - 箔帯導電体の長手方向の一端及びその近傍を折り曲げ加工することにより、前記箔帯導電体の短手方向において前記箔帯導電体のエッジから突出している内側引出部と、後工程において巻回されてコイル主部となる前記箔帯導電体の主部と前記内側引出部との間に位置し且つ前記長手方向において所定サイズを有するように折り返されることによりコイルの最も中心側の端部となる内側余部とを構成する構成ステップと、
ボビンに前記内側余部を保持させた状態で前記箔帯導電体を絶縁セパレータと共に巻回する巻回ステップと
を備えるコイルの形成方法であって、
前記箔帯導電体の前記他端を前記一端側に折り返した後、折り返し部分を少し残しつつ前記他端を前記短手方向において前記箔帯導電体のエッジからはみ出るようにして折り曲げることで、コイルの最も外周側の端部となる外側余部を構成しつつ外側折曲部を構成する外側余部構成ステップと、
前記外側折曲部を折り曲げて、前記短手方向において前記箔帯導電体の前記エッジから突出している外側引出部を構成する外側引出部構成ステップと
を更に備えるコイルの形成方法。 - 箔帯導電体の長手方向の一端及びその近傍を折り曲げ加工することにより、前記箔帯導電体の短手方向において前記箔帯導電体のエッジから突出している内側引出部と、後工程において巻回されてコイル主部となる前記箔帯導電体の主部と前記内側引出部との間に位置し且つ前記長手方向において所定サイズを有するように折り返されることによりコイルの最も中心側の端部となる内側余部とを構成する構成ステップと、
ボビンに前記内側余部を保持させた状態で前記箔帯導電体を絶縁セパレータと共に巻回する巻回ステップと
を備えるコイルの形成方法であって、
前記構成ステップは、
前記箔帯導電体の前記一端を前記長手方向における前記箔帯導電体の他端側に折り返した後、折り返し部分を前記所定サイズだけ残すようにして且つ前記一端を前記短手方向において前記箔帯導電体の前記エッジからはみ出るようにして折り曲げることで、前記所定サイズを有する前記内側余部を構成しつつ折曲部を構成する内側余部構成ステップと、
前記折曲部を折り曲げて、前記短手方向において前記箔帯導電体の前記エッジから突出している前記内側引出部を構成する内側引出部構成ステップと
を備えるコイルの形成方法であって、
前記箔帯導電体の前記他端を前記一端側に折り返した後、折り返し部分を少し残しつつ前記他端を前記短手方向において前記箔帯導電体のエッジからはみ出るようにして折り曲げることで、コイルの最も外周側の端部となる外側余部を構成しつつ外側折曲部を構成する外側余部構成ステップと、
前記外側折曲部を折り曲げて、前記短手方向において前記箔帯導電体の前記エッジから突出している外側引出部を構成する外側引出部構成ステップと
を更に備えるコイルの形成方法。 - 請求項１０乃至請求項１２のいずれかに記載のコイルの形成方法であって、
前記巻回ステップは、前記ボビンに前記絶縁セパレータの一端を前記内側余部と共に保持させた状態で前記巻回を行う
コイルの形成方法。 - 請求項１３記載のコイルの形成方法であって、
前記巻回ステップは、前記ボビンと前記内側引出部との間に前記箔帯導電体の主部の一部が介在させた状態で前記巻回を行う
コイルの形成方法。 - 請求項１０乃至請求項１４のいずれかに記載のコイルの形成方法であって、
前記巻回を行った後に、前記ボビンを抜き去って前記コイルとして空芯コイルを構成するボビン抜去ステップを備えるコイルの形成方法。
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