JP6337393B2 - コイルの製造方法及びコイル - Google Patents

Description

本発明は、複数の環状導体を積み重ねてコイルを製造するコイルの製造方法及びコイルに関するものである。

コイルは、コアとともに、トランス又はリアクトルなどの磁気部品で使用される。トランスは、例えば、直流電圧の変換回路である絶縁型ＤＣ‐ＤＣコンバータの主要部品として使用される。そのようなトランスは、１次コイルと２次コイルとの巻数比に従って、１次コイルに入力された電圧を、２次コイル側で別値の電圧に変換する機能を有する。一方、リアクトルは、例えば、バッテリとインバータとの間の昇圧コンバータ内で使用され、エネルギーの蓄積と放電とを交互に行うことにより、電圧を変換する機能を有する。

トランス又はリアクトルなどの磁気部品は、作動時にコイルが発熱し、その発熱により温度が過剰に上昇する。すると、磁気部品の作動安定性が損なわれ、セットの誤動作又は破壊に至る可能性がある。したがって、温度上昇を抑制するため、磁気部品を冷却する仕組みが必要となる。

これに対し、従来の磁気部品は、コアとコイルとの隙間、及び、磁気部品と冷却器との間に、放熱用のポッティング樹脂を充填することで冷却している（例えば、特許文献１参照）。図１１Ａ及び図１１Ｂは、特許文献１に記載された従来のリアクトルの冷却構造を断面により示した図である。

図１１Ａにおいて、リアクトルは、コア１と、コア１に設けられたボビン２と、ボビン２に設けられたコイル３と、コア１、ボビン２、及びコイル３を収容するケース４とを備えている。コア１及びコイル３とケース４の底壁の隙間と、コア１の下半分の範囲であってコア１とコイル３との隙間のみに、コイル３及びコア１の放熱性を確保するためのポッティング樹脂５が充填されている。

この構成により、コア１の下端面と、コイル３の外周面の一部とが同一平面上に配置され、ポッティング樹脂５を介してケース４の底壁と対向する。したがって、コイル３で発生する熱が、コア１の下端面とコイル３の外周面の一部から、ポッティング樹脂５及びケース４を介して、リアクトルの下部に設置される冷却器へと伝導することができる。

特開２０１０−１４７１３０号公報

しかしながら、前記従来の構成では、図１１Ｂに、図１１Ａのｈ−ｈ´線の断面を真上から見た図を示すとおり、コイル３に放熱用ポッティング樹脂５が入り込む開口部がないため、コイル３の間に放熱用ポッティング樹脂５を充填することができない。したがって、コイル３の内側（コア１の中脚部側）で発生する熱を、リアクトルの下部に設置される冷却器へ伝達することができない。

本発明の前記態様は、前記従来の課題を解決するもので、コイルの温度上昇を抑制できて放熱性が良好なコイルの製造方法及びコイルを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の１つの態様にかかるコイルの製造方法は、開口部を有する複数の環状導体を、隣接する前記環状導体の前記開口部同士が互いに異なる位置になるように前記複数の環状導体を積み重ねたのち、前記開口部を含む各環状導体内に樹脂を注入して、コイルを製造し、
前記複数の環状導体を積み重ねて積層するとき、前記環状導体のそれぞれは、前記環状導体の中心に関して同心円状に複数本に分割されている環状導体を使用して積層するとともに、
前記複数本に分割された分割環状導体の最内周の分割環状導体及び最外周の分割環状導体とそれぞれ隣接する環状導体の間の隙間の幅が、他の環状導体と隣接する環状導体の間の隙間の幅よりも広い状態で、前記樹脂がそれぞれの隙間内に注入される。

以上のように、本発明の前記態様にかかるコイルの製造方法によれば、環状導体の開口部に樹脂（例えば放熱性ポッティング樹脂）を充填することができる。よって、前記コイルの製造方法によれば、コイルで発生する熱を、コイルの外部の部材（例えば冷却器）へ効果的に伝達し、コイルの温度上昇を抑制できて、放熱性が良好なコイルの製造方法を提供することができる。

本発明の第１実施形態におけるコイルの製造方法において、環状導体の積層を示す図 図１Ａのコイルの製造方法において、樹脂を注入した積層環状導体を示す図 図１Ｂのａ−ａ´線の断面図 図１Ｂのｂ−ｂ´線の断面図 本発明の第１実施形態におけるコイルの展開例において、図１Ａのコイルをボビンに組込んで樹脂を注入したときの図１Ｂのａ−ａ´線の断面図 第１実施形態におけるコイルの展開例において、図１Ａのコイルをボビンに組込んで樹脂を注入したときの図１Ｂのｂ−ｂ´線の断面図 本発明の第１実施形態におけるコイルの実現方法において、折り曲げコイルの連続環状導体の形状を示す図 図３Ａのｃ−ｃ´線付近の断面図 第１実施形態におけるコイルの実現方法において、折り曲げた折り曲げコイルを示す図 本発明の第２実施形態におけるコイルの製造方法において、図１Ｂのａ−ａ´線に相当する切断線の位置での断面図 図１Ｂのｂ−ｂ´線に相当する切断線の位置での断面図 本発明の第３実施形態におけるコイルの製造方法において、図１Ｂのａ−ａ´線に相当する切断線の位置での断面図 図１Ｂのｂ−ｂ´線に相当する切断線の位置での断面図 本発明の第３実施形態におけるコイルの実現方法において、折り曲げコイルの連続環状導体の形状を示す図 図６Ａのｃ−ｃ´線付近の断面図 本発明の第４実施形態におけるコイルの製造方法において、図１Ｂのａ−ａ´線に相当する切断線の位置での断面図 図１Ｂのｂ−ｂ´線に相当する切断線の位置での断面図 本発明の第５実施形態におけるコイルの製造方法において、図１Ｂのａ−ａ´線に相当する切断線の位置での断面図 図１Ｂのｂ−ｂ´線に相当する切断線の位置での断面図 本発明の第６実施形態におけるコイルの製造方法において、図１Ｂのａ−ａ´線に相当する切断線の位置での断面図 図１Ｂのｂ−ｂ´線に相当する切断線の位置での断面図 本発明の第７実施形態におけるコイルの製造方法において、図１Ｂのａ−ａ´線に相当する切断線の位置での断面図 図１Ｂのｂ−ｂ´線に相当する切断線の位置での断面図 特許文献１に記載された従来のリアクトルの冷却構造の断面図断面図 図１１Ａのｈ−ｈ´線の断面を真上から見た断面図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（第１実施形態）
図１Ａ及び図１Ｂは、本発明の第１実施形態におけるコイル２０の製造方法を示した図である。図１Ａ及び図１Ｂでは、積層数６層（６巻き）の反時計周りのコイル用環状導体積層体１９及びコイル２０を例に説明する。図１Ａ及び図１Ｂは、コイル用環状導体積層体１９及びコイル２０の１巻き目から６巻き目の形状及び接続方法を示した図である。

コイル２０は、始点と終点とをそれぞれ有する複数の環状導体、一例として、６枚のＣ字板状の積層された環状導体Ｃ１〜Ｃ６で形成されるコイル用環状導体積層体１９と、合成樹脂の樹脂層Ｒとで構成されている。コイル用環状導体積層体１９では、隣接する環状導体の始点と終点とをそれぞれ電気的に接続している。

各環状導体Ｃ１〜Ｃ６は、コイル用環状導体積層体１９の中心軸周りのある開口角度θで開口した開口部１０を有するＣ字板状の環状導体であり、始点Ｓ１と終点Ｅ１とを有する。すなわち、１巻き目の環状導体Ｃ１は、コイル用環状導体積層体１９の中心軸周りのある開口角度θで開口しているＣ字板状の環状導体であり、始点Ｓ１と終点Ｅ１とを有する。２巻き目のＣ字板状の環状導体Ｃ２は、１巻き目の環状導体Ｃ１を中心軸周りに時計周りに開口角度θだけ回転させて位相を異ならせて配置され、始点Ｓ２と終点Ｅ２を有する。３巻き目のＣ字板状の環状導体Ｃ３は、２巻き目の環状導体Ｃ２を時計周りに開口角度θだけ回転させて位相を異ならせて配置され、始点Ｓ３と終点Ｅ３とを有する。４巻き目のＣ字板状の環状導体Ｃ４は、３巻き目の環状導体Ｃ３を時計周りに開口角度θだけ回転させて位相を異ならせて配置され、始点Ｓ４と終点Ｅ４とを有する。５巻き目のＣ字板状の環状導体Ｃ５は、４巻き目の環状導体Ｃ４を時計周りに開口角度θだけ回転させて位相を異ならせて配置され、始点Ｓ５と終点Ｅ５とを有する。６巻き目のＣ字板状の環状導体Ｃ６は、５巻き目の環状導体Ｃ５を時計周りに開口角度θだけ回転させて位相を異ならせて配置され、始点Ｓ６と終点Ｅ６とを有する。

まず、環状導体Ｃ１の終点Ｅ１と環状導体Ｃ２の始点Ｓ２を接続する。また、環状導体Ｃ２の終点Ｅ２と環状導体Ｃ３の始点Ｓ３を接続する。また、環状導体Ｃ３の終点Ｅ３と環状導体Ｃ４の始点Ｓ４を接続する。また、環状導体Ｃ４の終点Ｅ４と環状導体Ｃ５の始点Ｓ５を接続する。また、環状導体Ｃ５の終点Ｅ５と環状導体Ｃ６の始点Ｓ６を接続する。このようにして、巻き始めを環状導体Ｃ１の始点Ｓ１とし、巻き終わりを環状導体Ｃ６の終点Ｅ６とする反時計周りの積層数６層の６巻きコイル用環状導体積層体１９を形成する。この結果、図１Ａに示すコイル用環状導体積層体１９は、隣接する環状導体Ｃ１〜Ｃ６の開口部１０同士が互いに異なる位置に設けられている。

次に、上記のような方法で形成した６巻きコイル用環状導体積層体１９を図示しないケースなどに入れ、ケース内に合成樹脂を注入して樹脂層Ｒを形成して、コイル２０を製造する。このとき、樹脂層Ｒを構成する樹脂は、一例として、熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の放熱用ポッティング樹脂が好ましい。コイル用環状導体積層体１９は樹脂層Ｒで覆われるとともに、コイル用環状導体積層体１９内の隙間にも樹脂が入り込んで、樹脂層Ｒが形成される。

図１Ｂに、樹脂を環状導体Ｃ１〜Ｃ６内に注入して樹脂層Ｒを形成した後の環状導体Ｃ１〜Ｃ６の形状を展開して示す。実際には、コイル２０全体が樹脂層Ｒで覆われているが、ここでは、説明のため、模式的に、環状導体Ｃ１〜Ｃ６を積層方向と直交する方向のある平面でそれぞれ切ったときの環状導体Ｃ１〜Ｃ６の断面形状及びその内部の状態を示す。環状導体Ｃ１〜Ｃ６は、各環状導体Ｃ１〜Ｃ６の開口部１０より樹脂が各環状導体Ｃ１〜Ｃ６の中心に向かってそれぞれ注入されて充填されて樹脂層Ｒが形成されている。

図１Ｃに、導体幅ｄ及び導体厚さｅをそれぞれ有する環状導体Ｃ１〜Ｃ６の６巻きコイル２０を図１Ｂのａ−ａ´線で切った断面図を示す。また、図１Ｄに、同じ６巻きコイル２０を図１Ｂのｂ−ｂ´線で切った断面図を示す。図１Ｃでは、環状導体Ｃ１の一部と環状導体Ｃ４の一部とが開口部１０で開口されている。また、図１Ｄでは、環状導体Ｃ２の一部と環状導体Ｃ５の一部とがそれぞれ開口部１０で開口されている。このため、開口部１０及びコイル２０の中心部に樹脂が充填されて樹脂層Ｒが形成された形状となる。

かかる構成によれば、環状導体Ｃ１〜Ｃ６の開口部１０がコイル２０の異なる位置に設けられ、放熱性ポッティング樹脂を注入することで、環状導体Ｃ１〜Ｃ６の開口部１０に放熱性ポッティング樹脂を充填して樹脂層Ｒを形成することができる。この結果、放熱性ポッティング樹脂を利用して、コイル２０で発生した熱を、コイル２０の外部、例えば、冷却器へ効果的に伝達することができる。

なお、本発明の第１実施形態では、積層数が６層の反時計回りのコイル２０を用いて説明しているが、積層数は何層でも同様の効果が得られることは明白である。

図２Ａ及び図２Ｂにて、本発明の第１実施形態の展開例を説明する。図２Ａ及び図２Ｂでは、積層数６層（６巻き）の反時計周りのコイル２１を例に説明する。図１Ａで示すコイル用環状導体積層体１９を絶縁性のボビンＢに組み込み、樹脂を注入して樹脂層Ｒを形成する。図２Ａに、導体幅ｄ及び導体厚さｅをそれぞれ有する環状導体Ｃ１〜Ｃ６の６巻きコイル２１を、図１Ｂのａ−ａ´線で切った断面図を示す。図２Ｂに、同じ６巻きコイル２１を、図１Ｂのｂ−ｂ´線で切った断面図を示す。図２Ａでは、環状導体Ｃ１の一部と環状導体Ｃ４の一部とが開口部１０で開口されている。また、図２Ｂでは、環状導体Ｃ２の一部と環状導体Ｃ５の一部とが開口部１０で開口されている。このため、開口部１０及びコイル用環状導体積層体１９とボビンＢとの間に樹脂が充填されて樹脂層Ｒが形成された形状となる。

かかる構成によれば、コイル用環状導体積層体１９をボビンＢに組込んだ際にも、コイル２１で発生した熱を、樹脂を利用して、コイル２１の外部に効果的に逃がすことができる。

なお、本発明の第１実施形態の展開例では、積層数６層の反時計回りのコイル２１を用いて説明しているが、積層数は何層でも同様の効果が得られることは明白である。

さらに、本発明の第１実施形態の展開例で示したコイル２１を、上下から磁心で挟み込むことで、放熱性が良好なトランス、リアクトル、又は、チョークコイルを形成することができる。

ここで、コイル用環状導体積層体１９の積層方法の別の例について、図３Ａ及び図３Ｂを用いて説明する。図３Ａ及び図３Ｂでは、積層数６層（６巻き）の反時計周りの折り曲げ型式のコイル用環状導体積層体を例に説明する。図３Ａは、折り曲げコイル用環状導体積層体として使用する連続環状導体２２の形状を展開して示した図である。６個の環状導体Ｃ１〜Ｃ６を含む連続環状導体２２は、図３Ａのように、１８０度以下の開口角度θで開口しているＣ字板状の環状導体が、千鳥状に交互に反転させた同一形状の連続波形の平板導体により形成される。また、隣接する環状導体Ｃ１〜Ｃ６のそれぞれの境界には、図３Ａに示すような、線状の折り目の溝Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５が形成されている。図３Ｂに、一例として、折り目の溝Ｏ３の図３Ａのｃ−ｃ´線付近の断面を説明するための斜視図を示す。折り目の溝Ｏ３は、導体厚さｅの環状導体Ｃ３，Ｃ４の境界部分に、幅ｈでかつ深さｉで形成されている。図３Ｃは、図３Ａの連続環状導体２２を、折り目の溝Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５でそれぞれ蛇腹折りすることで形成された、コイル用折り曲げ環状導体積層体２３を示す。図３Ｃのコイル用折り曲げ環状導体積層体２３に樹脂を注入すると、開口部１０及びコイル用折り曲げ環状導体積層体２３の中心部に樹脂が充填されて樹脂層Ｒが形成された形状を実現できる。

なお、本発明の第１実施形態の実現方法では、積層数６層のコイル用折り曲げ環状導体積層体２３を用いて説明しているが、積層数は何層でも同様に実現できる。また、折り曲げ以外の方法でも、同様の積層されたコイルを形成してもよい。

（第２実施形態）
図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の第２実施形態におけるコイル２４を示した図である。図４Ａ及び図４Ｂでは、積層数６層（６巻き）の反時計周りのコイル２４を例に説明する。図４Ａ及び図４Ｂにおいて、図１Ａ及び図１Ｂと同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。

図１Ａにおいて、環状導体Ｃ１〜Ｃ６を接続する際、隣接する環状導体Ｃ１〜Ｃ６間に樹脂が注入されるように、隣接する環状導体Ｃ１〜Ｃ６との間に所定間隔の隙間ｆ（ほぼ等間隔の隙間ｆ）を持たせながら、巻き始めを環状導体Ｃ１の始点Ｓ１とし、巻き終わりを環状導体Ｃ６の終点Ｅ６とする反時計周りの積層数６層の６巻きコイル用環状導体積層体を形成し、樹脂を注入して樹脂層Ｒが形成されたコイル２４を構成する。樹脂注入後の各環状導体Ｃ１〜Ｃ６の形状は、隙間ｆを除いて、図１Ｂと同じである。隙間ｆは、隣接する環状導体Ｃ１〜Ｃ６の始点と終点とのそれぞれの接続部において、例えば、所定の隙間ｆの寸法を有する接続材を介して接続部同士を接続することで、隣接する環状導体Ｃ１〜Ｃ６との間に隙間ｆが確保されるように接続することができる。

図４Ａに、導体幅ｄ及び導体厚さｅをそれぞれ有する環状導体Ｃ１〜Ｃ６の６巻きコイル２４を図１Ｂのａ−ａ´線に相当する切断線の位置で切った断面図を示す。図４Ｂに、同じ６巻きコイル２４を、図１Ｂのｂ−ｂ´線に相当する切断線の位置で切った断面図を示す。図４Ａでは、環状導体Ｃ１の一部と環状導体Ｃ４の一部とが開口部１０で開口されている。また、図４Ｂでは、環状導体Ｃ２の一部と環状導体Ｃ５の一部とが開口部１０で開口されている。このため、開口部１０及びコイル用環状導体積層体の中心部に樹脂が充填されて樹脂層Ｒが形成された形状となる。

さらに、隣接する環状導体Ｃ１〜Ｃ６間にそれぞれ設けた接続部の隙間ｆにより、開口部１０以外の各環状導体Ｃ１〜Ｃ６間の隙間ｆにも樹脂が充填されて樹脂層Ｒが形成された形状となる。

かかる構成によれば、各環状導体Ｃ１〜Ｃ６の上下方向に樹脂が充填されて樹脂層Ｒが形成され、コイル２４で発生した熱の逃げ道が増えることになる。このため、本発明の第１実施形態よりも、樹脂を利用して、コイル２４で発生した熱をより効果的に逃がすことができる。

なお、本発明の第２実施形態では、積層数６層の反時計回りのコイル２４を用いて説明しているが、積層数は何層でも同様の効果が得られることは明白である。また、本発明の第２実施形態のコイル２４も、本発明の第１実施形態と同様の方法で実現でき、同様の展開が可能である。また、折り曲げ以外の方法でも、同様の積層されたコイルを形成してもよい。

（第３実施形態）
図５Ａ及び図５Ｂは、本発明の第３実施形態におけるコイル２５を示した図である。図５Ａ及び図５Ｂでは、積層数６層（６巻き）の反時計周りのコイル２５を例に説明する。図５Ａ及び図５Ｂにおいて、図４Ａ及び図４Ｂと同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。

図５Ａに、導体幅ｄ、及び導体厚みｅをそれぞれ有する環状導体Ｃ１〜Ｃ６の６巻きコイル２５を図１Ｂのａ−ａ´線に相当する切断線の位置で切った断面図を示す。図５Ｂに、同じ６巻きコイル２５を図１Ｂのｂ−ｂ´線に相当する切断線の位置で切った断面図を示す。図５Ａでは、環状導体Ｃ１の一部と環状導体Ｃ４の一部とが開口部１０で開口されている。また、図５Ｂでは、環状導体Ｃ２の一部と環状導体Ｃ５の一部とが開口部１０で開口されている。このため、開口部１０及びコイル２５の中心部に樹脂が充填されて樹脂層Ｒが形成された形状となる。

さらに、本発明の第３実施形態では、各環状導体Ｃ１〜Ｃ６間に設けた接続部の隙間ｆ１、ｆ２、ｆ３の寸法が、コイル２５の積層方向の中心部（図５では、環状導体Ｃ３と環状導体Ｃ４）に向かって徐々に広くなるように構成されている。環状導体Ｃ１と環状導体Ｃ２との間の隙間ｆ１及び環状導体Ｃ５と環状導体Ｃ６の間の隙間ｆ１に樹脂がそれぞれ充填されて樹脂層Ｒが形成されている。また、環状導体Ｃ２と環状導体Ｃ３の間の隙間ｆ２及び環状導体Ｃ４と環状導体Ｃ５間の隙間ｆ２に樹脂がそれぞれ充填されて樹脂層Ｒが形成されている。また、環状導体Ｃ３と環状導体Ｃ４の間の隙間ｆ３に樹脂が充填されて樹脂層Ｒが形成されている。この結果、環状導体Ｃ１〜Ｃ６間の樹脂層Ｒの隙間ｆ１、ｆ２、ｆ３の寸法の大小関係は、ｆ１＜ｆ２＜ｆ３の関係で、コイル２５の積層方向の中心部に向かって広くなっている。

かかる構成によれば、熱が逃げにくいコイル２５の中心部の樹脂層Ｒを厚くして熱が逃げやすい構造にしている。このため、本発明の第２実施形態よりも、樹脂を利用して、コイル２５で発生した熱を、より効果的に逃がすことができる。

なお、本発明の第３実施形態では、積層数６層の反時計回りのコイル２５を用いて説明しているが、積層数は何層でも同様の効果が得られることは明白である。

ここで、コイル２５の積層方法について、図６Ａ及び図６Ｂを用いて説明する。図６Ａ及び図６Ｂでは、積層数６層（６巻き）の反時計周りのコイル２５を例に説明する。図６Ａ及び図６Ｂにおいて、図３Ａ及び図３Ｂと同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。

図６Ａの連続環状導体２６に示したとおり、図３Ａの連続環状導体２２と似ているように、環状導体Ｃ１〜Ｃ６の境界に線状の折り目の溝Ｏ１、Ｏ２１、Ｏ２２、Ｏ３１、Ｏ３２、Ｏ４１、Ｏ４２、Ｏ５が入っている。ただし、図３Ａと異なるのは、隣接する環状導体の５個の境界のうちの３個の境界に２本の折り目の溝が形成されていることである。すなわち、環状導体Ｃ２と環状導体Ｃ３との境界には、所定間隔をあけて折り目の溝Ｏ２１、Ｏ２２の２本が形成されている。環状導体Ｃ３と環状導体Ｃ４との境界には、所定間隔をあけて折り目の溝Ｏ３１、Ｏ３２の２本が形成されている。環状導体Ｃ４と環状導体Ｃ５の境界には、所定間隔をあけて折り目の溝Ｏ４１、Ｏ４２の２本が形成されている。図６Ｂに、折り目の溝Ｏ３１、Ｏ３２の図６Ａのｃ−ｃ´線付近の断面図を示す。折り目の溝Ｏ３１、Ｏ３２は、導体厚さｅの環状導体Ｃ３、Ｃ４に対して、幅ｈと、深さｉと、折り目の溝Ｏ３１、Ｏ３２の間隔ｊとで形成されている。折り目の溝Ｏ３１、Ｏ３２の間隔ｊの寸法は、折り目の溝Ｏ２１−Ｏ２２間の間隔寸法＝折り目の溝Ｏ４１−Ｏ４２間の間隔寸法＜折り目の溝Ｏ３１−Ｏ３２間の間隔寸法、といった大小関係で、コイル２５の積層方向の中心に向かって間隔が広くなっている。言い換えれば、折り目の溝Ｏ３１−Ｏ３２間の間隔寸法が前記間隔寸法ｆ３に大略相当する。また、折り目の溝Ｏ２１−Ｏ２２間の間隔寸法が前記間隔寸法ｆ２に大略相当する。折り目の溝Ｏ４１−Ｏ４２間の間隔寸法が前記間隔寸法ｆ２に大略相当する。

図６Ａの連続環状導体２６を、折り目の溝Ｏ１、Ｏ２１、Ｏ２２、Ｏ３１、Ｏ３２、Ｏ４１、Ｏ４２、Ｏ５でそれぞれ蛇腹折りすることで、コイル用折り曲げ環状導体積層体を形成する。形成されたコイル用折り曲げ環状導体積層体に樹脂を注入すると、開口部１０及びコイル２５の中心部に樹脂が充填されて樹脂層Ｒが形成された形状（図５Ａ及び図５Ｂ参照）を実現できる。

なお、本発明の第３実施形態の実現方法では、積層数６層の積層コイル２５を用いて説明しているが、積層数は何層でも同様に実現できる。また、本発明の第３実施形態のコイル２５も、本発明の第１実施形態と同様の展開が可能である。また、折り曲げ以外の方法でも、同様の積層されたコイルを形成してもよい。

（第４実施形態）
図７Ａ及び図７Ｂは、本発明の第４実施形態におけるコイル２７を示した図である。図７Ａ及び図７Ｂでは、積層数６層（６巻き）の反時計周りのコイル２７を例に説明する。図７Ａ及び図７Ｂにおいて、図４Ａ及び図４Ｂと同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。

図７Ａに、異なる導体幅ｄ１、ｄ２、ｄ３及び導体厚さｅを有する環状導体Ｃ１〜Ｃ６の６巻きコイル２７を図１Ｂのａ−ａ´線に相当する切断線の位置で切った断面図を示す。図７Ｂに、同じ６巻きコイル２７を、図１Ｂのｂ−ｂ´線に相当する切断線の位置で切った断面図を示す。図７Ａでは、環状導体Ｃ１の一部と環状導体Ｃ４の一部とが開口部１０で開口されている。図７Ｂでは、環状導体Ｃ２の一部と環状導体Ｃ５の一部とが開口部１０で開口されている。このため、開口部１０及びコイル２７の中心部に樹脂が充填されて樹脂層Ｒが形成された形状となる。

さらに、本発明の第４実施形態では、環状導体の平面方向の導体幅が、コイル２７の積層方向の中心部（図７では、環状導体Ｃ３と環状導体Ｃ４と）に近い位置に配置されている環状導体ほど広くなる。すなわち、環状導体Ｃ１の導体幅と環状導体Ｃ６の導体幅とをそれぞれｄ１とし、環状導体Ｃ２の導体幅と環状導体Ｃ５の導体幅とをそれぞれｄ２とし、環状導体Ｃ３の導体幅と環状導体Ｃ４の導体幅とをそれぞれｄ３とするとき、ｄ１＜ｄ２＜ｄ３の大小関係で、コイル２７の積層方向の中心部に近い位置ほど導体幅が広くなっている。

かかる構成によれば、熱が逃げにくいコイル２７の中心部の導体幅ｄ３を他の部分よりも広くすることで、環状導体Ｃ３、Ｃ４の抵抗を小さくすることにより、発熱量を低減できる。この結果、樹脂を利用して、本発明の第２実施形態よりも、コイル２７で発生した熱を、より効果的に逃がすことができる。

なお、本発明の第４実施形態では、積層数６層の反時計回りのコイル２７を用いて説明しているが、積層数は何層でも同様の効果が得られることは明白である。また、本発明の第４実施形態のコイル２７も、本発明の第１実施形態と同様の方法で実現でき、同様の展開が可能である。また、折り曲げ以外の方法でも、同様の積層されたコイルを形成してもよい。

（第５実施形態）
図８Ａ及び図８Ｂは、本発明の第５実施形態におけるコイル２８を示した図である。図８Ａ及び図８Ｂでは、積層数６層（６巻き）の反時計周りのコイル２８を例に説明する。図８Ａ及び図８Ｂにおいて、図４Ａ及び図４Ｂと同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。

図８Ａに、導体幅ｄ４及び導体厚さｅをそれぞれ有する環状導体Ｃ１〜Ｃ６の６巻きコイル２８を図１Ｂのａ−ａ´線に相当する切断線の位置で切った断面図を示す。図８Ｂに、同じ６巻きコイル２８を、図１Ｂのｂ−ｂ´線に相当する切断線の位置で切った断面図を示す。図８Ａでは、環状導体Ｃ１の一部と環状導体Ｃ４の一部とが開口部１０で開口されている。図８Ｂでは、環状導体Ｃ２と環状導体Ｃ５の一部が開口部１０で開口されている。このため、開口部１０及びコイル２８の中心部に樹脂が充填されて樹脂層Ｒが形成された形状となる。

さらに、本発明の第５実施形態では、環状導体Ｃ１〜Ｃ６のそれぞれが、一定の隙間ｇを空けて、環状導体Ｃ１〜Ｃ６の中心に関して同心円状に同じ幅ｄ４の４本のＣ字板状の分割環状導体３１に分割され、環状導体Ｃ１〜Ｃ６の分割された各分割環状導体３１の隙間ｇにも樹脂が充填されて樹脂層Ｒが形成されている。

かかる構成によれば、分割後の１本１本の分割環状導体３１の左右上下全方向に樹脂が充填されて樹脂層Ｒが形成され、コイル２８で発生した熱の逃げ道がさらに増える。この結果、樹脂を利用して、本発明の第２実施形態よりも、コイル２８で発生した熱を、より効果的に逃がすことができる。

なお、本発明の第５実施形態では、積層数６層の反時計回りのコイル２８を用いて説明しているが、積層数は何層でも同様の効果が得られることは明白である。また、各環状導体が４本の分割環状導体３１に分割されたコイル２８を用いて説明しているが、分割数は何本でも同様の効果が得られることは明白である。また、本発明の第５実施形態のコイル２８も、本発明の第１実施形態と同様の方法で実現でき、同様の展開が可能である。また、折り曲げ以外の方法でも、同様の積層されたコイルを形成してもよい。

（第６実施形態）
図９Ａ及び図９Ｂは、本発明の第６実施形態におけるコイル２９を示した図である。図９Ａ及び図９Ｂでは、積層数６層（６巻き）の反時計周りのコイル２９を例に説明する。図９Ａ及び図９Ｂにおいて、図８Ａ及び図８Ｂと同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。

図９Ａに、導体幅ｄ４及び導体厚さｅをそれぞれ有する環状導体Ｃ１〜Ｃ６の６巻きコイル２９を図１Ｂのａ−ａ´線に相当する切断線の位置で切った断面図を示す。図９Ｂに、同じ６巻きコイル２９を、図１Ｂのｂ−ｂ´線に相当する切断線の位置で切った断面図を示す。図９Ａでは、環状導体Ｃ１の一部と環状導体Ｃ４の一部とが開口部１０で開口されている。図９Ｂでは、環状導体Ｃ２の一部と環状導体Ｃ５の一部とが開口部１０で開口されている。このため、開口部１０及びコイル２９の中心部に樹脂が充填されて樹脂層Ｒが形成された形状となる。

さらに、本発明の第６実施形態では、環状導体Ｃ１〜Ｃ６のそれぞれが、最外周の分割環状導体３２から最内周の分割環状導体３２に向けて隙間ｇ１、ｇ２、ｇ１をそれぞれ空けて４本の分割環状導体３２に分割されている。また、分割された分割環状導体３２間の隙間ｇ１、ｇ２にも樹脂が充填されて樹脂層Ｒが形成されている。隙間ｇ１、ｇ２は、隙間ｇ２の寸法＜隙間ｇ１の寸法の大小関係で、４本に分割された分割環状導体３２の最内周の分割環状導体３２及び最外周の分割環状導体３２と隣接する分割環状導体３２同士の間の隙間ｇ１が、他の分割環状導体３２と隣接する分割環状導体３２と分割環状導体３２との間の隙間ｇ２より広くなっている。

かかる構成によれば、コイル２９を形成する環状導体Ｃ１〜Ｃ６の表皮効果及び近接効果により、電流が集中する最内周の分割環状導体３２及び最外周の分割環状導体３２周りの樹脂層Ｒの平面方向の幅を広くして、熱が逃げやすい構造にしている。この結果、樹脂を利用して、本発明の第５実施形態よりも、コイル２９で発生した熱を、より効果的に逃がすことができる。

なお、本発明の第６実施形態では、積層数６層の反時計回りのコイル２９を用いて説明しているが、積層数は何層でも同様の効果が得られることは明白である。また、各環状導体が４本の分割環状導体３２に分割されたコイル２９を用いて説明しているが、分割数は何本でも同様の効果が得られることは明白である。また、本発明の第６実施形態のコイル２９も、本発明の第１実施形態と同様の方法で実現でき、同様の展開が可能である。また、折り曲げ以外の方法でも、同様の積層されたコイルを形成してもよい。

（第７実施形態）
図１０Ａ及び図１０Ｂは、本発明の第７実施形態におけるコイル３０を示した図である。図１０Ａ及び図１０Ｂでは、積層数６層（６巻き）の反時計周りのコイル３０を例に説明する。図１０Ａ及び図１０Ｂにおいて、図８Ａ及び図８Ｂと同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。

図１０Ａに、異なる導体幅ｄ５、ｄ６及び導体厚さｅを有する環状導体Ｃ１〜Ｃ６の６巻きコイル３０を図１Ｂのａ−ａ´線に相当する切断線の位置で切った断面図を示す。図１０Ｂに、同じ６巻きコイル３０を、図１Ｂのｂ−ｂ´線で切った断面図を示す。図１０Ａでは、環状導体Ｃ１の一部と環状導体Ｃ４の一部とが開口部１０で開口されている。図１０Ｂでは、環状導体Ｃ２の一部と環状導体Ｃ５の一部とが開口部１０で開口されている。このため、開口部１０及びコイル３０の中心部に樹脂が充填されて樹脂層Ｒが形成された形状となる。

さらに、本発明の第７実施形態では、環状導体Ｃ１〜Ｃ６が、最外周の分割環状導体３３から最内周の分割環状導体３３に向けて導体幅ｄ５、ｄ６、ｄ６、ｄ５の４本の分割環状導体３３に分割され、導体幅ｄ６の寸法＜導体幅ｄ５の寸法の大小関係で、４本に分割された分割環状導体３３の最内周の分割環状導体３３及び最外周の分割環状導体３３の導体幅ｄ５が、他の分割環状導体３３の導体幅ｄ６より広くなっている。

かかる構成によれば、コイル３０を形成する環状導体の表皮効果及び近接効果により、電流が集中する最内周の分割環状導体３３及び最外周の分割環状導体３３の平面方向の導体幅を広くすることで、導体の抵抗を小さくすることにより、発熱量を低減できる。この結果、樹脂を利用して、本発明の第５実施形態よりも、コイル３０で発生した熱を、より効果的に逃がすことができる。

なお、本発明の第７実施形態では、積層数６層の反時計回りのコイル３０を用いて説明しているが、積層数は何層でも同様の効果が得られることは明白である。また、各環状導体が４本の分割環状導体３３に分割されたコイル３０を用いて説明しているが、分割数は何本でも同様の効果が得られることは明白である。また、本発明の第７実施形態のコイル３０も、本発明の第１実施形態と同様の方法で実現でき、同様の展開が可能である。また、折り曲げ以外の方法でも、同様の積層されたコイルを形成してもよい。

なお、上記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

本発明のコイルの製造方法及びコイルは、コイルの温度上昇を抑制できて放熱性が良好なコイルを製造することができ、高変換効率かつ大電流容量を有し、自動車、環境、住宅、又は、インフラストラクチャなど、広範囲の分野における電源システムのＤＣ／ＤＣコンバータ、又は、ＡＣ／ＤＣコンバータなどの用途に使用されるコイルの製造方法及びコイルにも適用できる。

１０ 開口部
１９ コイル用環状導体積層体
２０、２１、２４、２５、２７、２８、２９、３０ コイル
２２、２６ 連続環状導体
２３ コイル用折り曲げ環状導体積層体
３１、３２、３３ 分割環状導体
θ 開口角度
Ｃ１〜Ｃ６ 環状導体
Ｓ１〜Ｓ６ 始点
Ｅ１〜Ｅ６ 終点
Ｒ 合成樹脂層
ｄ、ｄ１〜ｄ６ 導体幅
ｅ 導体厚さ
ｆ、ｆ１〜ｆ３、ｇ、ｇ１、ｇ２ 隙間
Ｏ１〜Ｏ６、Ｏ２１、Ｏ２２、Ｏ３１、Ｏ３２、Ｏ４１、Ｏ４２ 溝
ｈ 幅
ｉ 深さ
ｊ 間隔
Ｂ、２ ボビン
１ コア
３ コイル
４ ケース
５ 放熱用ポッティング樹脂

Claims (8)

1. 開口部を有する複数の環状導体を、隣接する前記環状導体の前記開口部同士が互いに異なる位置になるように前記複数の環状導体を積み重ねたのち、前記開口部を含む各環状導体内に樹脂を注入して、コイルを製造し、
   前記複数の環状導体を積み重ねて積層するとき、前記環状導体のそれぞれは、前記環状導体の中心に関して同心円状に複数本に分割されている環状導体を使用して積層するとともに、
   前記複数本に分割された分割環状導体の最内周の分割環状導体及び最外周の分割環状導体とそれぞれ隣接する環状導体の間の隙間の幅が、他の環状導体と隣接する環状導体の間の隙間の幅よりも広い状態で、前記樹脂がそれぞれの隙間内に注入される、
   コイルの製造方法。
2. 開口部を有する複数の環状導体を、隣接する前記環状導体の前記開口部同士が互いに異なる位置になるように前記複数の環状導体を積み重ねたのち、前記開口部を含む各環状導体内に樹脂を注入して、コイルを製造し、
   前記複数の環状導体を積み重ねて積層するとき、前記環状導体のそれぞれは、前記環状導体の中心に関して同心円状に複数本に分割されている環状導体を使用して積層するとともに、
   前記複数の環状導体を積み重ねて積層するとき、前記複数本に分割された分割環状導体のうちの最内周の分割環状導体及び最外周の分割環状導体のそれぞれの導体幅が、他の分割環状導体の導体幅より広い、
   コイルの製造方法。
3. 前記複数の環状導体を積み重ねて積層するとき、前記複数本に分割された分割環状導体のうちの最内周の分割環状導体及び最外周の分割環状導体のそれぞれの導体幅が、他の分割環状導体の導体幅より広い請求項１に記載のコイルの製造方法。
4. ある開口角度の前記開口部を有する第１の環状導体と、前記第１の環状導体を前記開口角度だけ中心軸周りに回転させて位相を異ならせた第２の環状導体とを積み重ね前記コイルを製造する請求項１〜３のいずれか１つに記載のコイルの製造方法。
5. 前記複数の環状導体を積み重ねて積層するとき、前記環状導体の積層方向に隣接する環状導体間に隙間を設け、かつ、前記環状導体の積層方向の前記環状導体間の隙間は、前記コイルの積層方向の中心部に向かって大きくなっている状態で、前記隙間及び前記開口部を含む各環状導体内に前記樹脂を注入する請求項１〜４のいずれか１つに記載のコイルの製造方法。
6. 前記複数の環状導体を積み重ねて積層するとき、前記環状導体の導体幅は、前記コイルの積層方向の端部側に配置された前記環状導体の導体幅に対して、前記コイルの積層方向の中心部に近い位置に配置された前記環状導体の導体幅が広くなっている請求項１〜５のいずれか１つに記載のコイルの製造方法。
7. 開口部を有する複数の環状導体が積み重ねられ、前記開口部を含む各環状導体内に樹脂が配置されたコイルであって、
   隣接する前記環状導体の前記開口部同士は互いに異なる位置にあり、
   前記環状導体のそれぞれは、前記環状導体の中心に関して同心円状に複数本に分割されており、
   前記複数本に分割された分割環状導体の最内周の分割環状導体及び最外周の分割環状導体とそれぞれ隣接する環状導体の間の隙間の幅が、他の環状導体と隣接する環状導体の間の隙間の幅より広い、コイル。
   
8. 開口部を有する複数の環状導体が積み重ねられ、前記開口部を含む各環状導体内に樹脂が配置されたコイルであって、
   隣接する前記環状導体の前記開口部同士は互いに異なる位置にあり、
   前記環状導体のそれぞれは、前記環状導体の中心に関して同心円状に複数本に分割されており、
   前記複数本に分割された分割環状導体の最内周の分割環状導体及び最外周の分割環状導体のそれぞれの導体幅が、他の分割環状導体の導体幅より広い、コイル。

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