KR101124827B1

KR101124827B1 - 코일 및 코일의 성형 방법

Info

Publication number: KR101124827B1
Application number: KR1020087029591A
Authority: KR
Inventors: 마사토시 하스; 가오루 하토리; 료 나카츠; 세이 우라노; 겐스케 마에노
Original assignee: 가부시키가이샤 타무라 에프에이 시스템; 가부시키가이샤 다무라 세이사쿠쇼
Priority date: 2006-05-11
Filing date: 2007-05-11
Publication date: 2012-03-27
Also published as: KR101191471B1; KR20090011009A; CN102592794A; US20090144967A1; KR20120002622A; WO2007132558A1; DE112007001155T5; US10403430B2; US8091211B2; US20190385784A1; DE112007001155B4; US20120154100A1; US10964470B2

Abstract

코일의 제조 작업의 간략화를 도모함과 더불어 점유 공간을 가급적 감소시켜 리액터 등의 소형화를 실현하는 것으로서, 리액터 코일(12)은 1개의 평각선(17)이 에지와이즈형상으로 각형상으로 감김으로써 각통 형상으로 적층되어 형성된 제1 코일 요소(121)와 제2 코일 요소(122)를 구비하고, 제1 코일 요소(121)의 감김 종료 단부에 있어서, 평각선(17)을 제1 코일 요소(121)의 감김 방향과는 반대의 방향으로 대략 90도 절곡하고, 제1 코일 요소(121)의 적층 방향과는 반대의 방향으로 적층되도록, 또한, 제1 코일 요소(121)의 감김 방향과는 반대 방향으로 에지와이즈형상으로 각형상으로 감김으로써, 제2 코일 요소(122)의 감김 종료 시점에서 제1 코일 요소(121)와 제2 코일 요소(122)가 병렬 상태로 연속하여 배열된 상태로 성형된다.

Description

코일 및 코일의 성형 방법{COIL AND COIL SHAPING METHOD}

본 발명은, 전자 부품으로서의 코일 및 상기 코일의 성형 방법에 관한 것으로, 특히, 리액터(reactor)의 코일로서 이용하는데 매우 적합한 코일 및 상기 코일의 성형 방법에 관한 것이다.

예를 들면, 리액터는, 일반적으로 권선(捲線)과 자성체의 코어를 구비하고, 코어에 권선이 감겨져 코일을 구성함으로써 인덕턴스를 얻는다. 종래, 리액터는 승압 회로, 인버터 회로, 액티브 필터 회로 등에 이용되는데, 이러한 리액터로는, 코어와 상기 코어에 감겨진 코일을 다른 절연 부재 등과 함께 금속 등의 케이스 내에 수납하는 구조의 것이 많이 이용되고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

그리고, 예를 들면, 차량 적재용의 승압 회로에 이용되는 리액터에 있어서는, 고전류 영역에 있어서의 높은 인덕턴스값을 얻기 위해서 소정의 와인딩 직경과 와인딩수에 의해 형성한 단독 코일 요소를 2개 병렬 상태로 형성하고, 양쪽 코일을 흐르는 전류의 방향이 서로 역방향이 되도록 연결(접속)한 구성의 코일이 이용된다.

이러한 종래의 코일로는, 제1의 종래예로서, 상술한 2개의 코일 요소를 각각 개별 권선에 의해 형성하고, 각 권선의 연결측의 단부를 연락용 터미널을 통해 용 접함으로써 접속하는 구성의 것이 있다(예를 들면, 특허 문헌 2 참조).

또, 제2의 종래예로서, 병렬 상태로 배열되는 동일 감김 방향의 2개의 코일 요소를 1개의 평각선(rectangular wire)의 에지와이즈 감기(edgewise winding)에 의해 형성함과 더불어, 상호 연속하는 상기 2개의 코일 요소의 상호간에 걸치는 평각선의 연결부를 길이 방향으로 직교하는 폭방향을 따라서 반접기형상으로 되접어서 양쪽 코일 요소의 단면에 의한 외형 내로 집어넣는 구성의 것도 있다(상기 특허 문헌 2 참조).

특허 문헌 1：일본국 특개 2003－124039호 공보

특허 문헌 2：일본국 특허 제3737461호 공보

그러나, 상술한 제1의 종래예의 코일에서는, 연락용 터미널을 통해 양 코일 요소의 권선을 상호 연결하기 위해, 상기 특허 문헌 2에도 기재되어 있는 바와같이, 연락용 터미널 및 각 권선 연결측의 단부가 양 코일 요소의 단면에 의한 외형으로부터 외측으로 빠져나가므로, 코일의 점유 공간의 증대를 피할수 없게 되고, 특히, 상술한 케이스 내에 수납하는 경우에도, 그만큼 케이스가 대형화하게 되어, 리액터 전체의 대형화를 초래한다.

또한, 이 제1의 종래예의 코일에서는, 양 코일 요소와 연락용 터미널의 접속을 위해서, 우선 각 권선이나 연락용 터미널의 연결측 단부의 피막을 벗기고, 그 위에 상기 부분을 용접한다고 하는 작업이 필요하므로, 제조 작업이 매우 번잡하게 되었다. 또한, 개별의 권선에 의해 형성된 2개의 코일 요소를 연락용 터미널을 통한 용접에 의해 전기적으로 접속하기 때문에, 아무래도 용접부의 신뢰성이 문제가 되어, 용접의 상태 여하에 따라 코일의 전기적 특성에 불균형이 생기는 문제도 있었다.

그런데, 리액터의 2개의 코일 요소 내에는 예를 들면 대략 링형상의 코어가 삽입되므로, 2개의 코일 요소는 높은 배열 정밀도가 요구된다. 그러나, 상술한 제1의 종래예의 코일에서는, 연락용 터미널을 통해 2개의 코일 요소의 권선의 연결측 단부를 상호 연결하므로, 2개의 코일 요소의 배열에 편차가 생기기 쉽고, 코어를 삽입할 수 없는 경우가 있다.

한편, 상술한 제2의 종래예의 코일에서는, 2개의 코일 요소를 동일한 권선에 의해서 형성하므로, 연락용 터미널이 불필요해지는 만큼, 연결부를 양쪽 코일 요소의 단면에 의한 외형 내에 집어넣기 쉽다. 그러나, 연결부를 반접기형상으로 되접어 양쪽 코일 요소의 단면측에 형성하므로, 역시 되접은 부분만큼은 양쪽 코일 요소의 단면측으로 빠져나가지 않을 수 없으므로, 되접은 부분만큼 코일의 점유 공간이 증가해 버린다. 이 경우, 되접은 부분의 두께를 작게 하려고 하면, 되접기 곡율이 매우 작아져 권선 나아가서는 코일의 전기적 특성에 악영향이 미칠 우려도 있다. 또한, 되접기 상태의 여하에 따라 코일의 전기적 특성에 불균형이 생길 가능성도 부정할 수 없다. 또한, 양 코일 요소와 연락용 터미널의 용접 공정은 불필요하지만, 상술한 되접기 위한 작업 공정이 필요하므로, 그만큼 제조 작업이 번잡하게 된다는 문제도 있다.

본 발명의 제1의 목적은, 예를 들면, 리액터의 부품으로서의 코일의 점유 공간을 가급적 감소시켜 리액터의 소형화를 한층 더 실현할 수 있는 기술을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제2의 목적은, 복수의 코일 요소를 포함하는 코일에 있어서, 코일 요소 상호 연결부의 용접이나 되접기를 불필요하게 함으로써, 특성의 불균형을 없애고 높은 신뢰성을 얻을 수 있는 기술을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제3의 목적은, 복수의 코일 요소를 포함하는 코일에 있어서, 코일 요소 상호의 연결부의 용접이나 되접기를 불필요하게 함으로써, 그만큼 제조 작업의 간략화를 가능하게 하는 기술을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제4의 목적은, 복수의 코일 요소를 포함하는 코일에 있어서, 복수의 코일 요소의 배열을 고정밀도로 하여 각 코일 요소 내에 코어를 확실하게 삽입할 수 있는 기술을 제공하는 것에 있다.

<과제를 해결하기 위한 수단>

본 발명자는, 복수의 코일 요소를 동일한 평각선에 의해서 형성함과 더불어, 연결부의 되접기를 불필요하게 하도록, 복수의 코일 요소를 동일측에 형성하면서도, 이들 코일 요소를 흐르는 전류의 방향이 서로 역방향이 되도록 연결하는 신규 구성의 코일 및 그 성형 방법을 찾아냈다.

즉, 상기 제1 내지 제3의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 코일은, 1개의 평각선이 에지와이즈형상으로 각형상으로 감김(retangular winding)으로써 각통 형상으로 적층되어 적어도 제1 및 제2의 코일 요소가 병렬 상태로 배열된 상태이고, 또한, 상호 감김 방향이 반대로 되도록 연속하여 형성되는 코일에 있어서, 상기 평각선이 에지와이즈형상으로 각형상으로 감김으로써 각통 형상으로 적층되어 형성된 제1의 코일 요소의 감김 종료 단부에 있어서, 상기 평각선을 제1의 코일 요소의 감김 방향과는 반대의 방향으로 대략 90도 절곡하고, 제1의 코일 요소의 적층 방향과는 반대 방향으로 적층되도록, 또한, 제1의 코일 요소의 감김 방향과는 반대의 방향으로 에지와이즈형상으로 각형상으로 감김으로써, 제2의 코일 요소의 감김 종료 시점에서 제1 및 제2의 코일 요소가 병렬 상태로 연속하여 배열된 상태로 성형되는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 의하면, 코일 요소 상호를 연결하는 용접부나 되접기부가 없어지므로, 부품으로서의 코일의 점유 공간을 가급적 감소시킬 수 있고, 예를 들면, 리액터 등의 소형화를 한층 더 실현할 수 있다. 또한, 코일 요소 상호를 연결하기 위한 용접이나 코일 요소 상호를 병렬 배치하기 위한 되접기가 불필요해지므로, 특성의 불균형이 없고, 신뢰성이 높은 코일을 얻을 수 있다. 또한, 용접 작업이나 되접기 작업이 불필요해지므로, 그만큼 제조 작업을 간략화할 수 있다.

또, 상기 제1 내지 제3의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 코일의 성형 방법은, 1개의 평각 선재가 에지와이즈형상으로 각형상으로 감김으로써 각통 형상으로 적층되어 적어도 제1 및 제2의 코일 요소가 병렬 상태로 배열된 상태이고, 또한, 상호 감김 방향이 반대가 되도록 연속하여 형성되는 코일의 성형 방법으로서, 제1의 와인딩 헤드와 상기 제1의 와인딩 헤드와 소정의 간격만큼 이간하여 설치된 제2의 와인딩 헤드를 이용해 상기 1개의 평각 선재로부터 제1 및 제2의 코일 요소를 연속하여 형성하는 코일의 성형 방법에 있어서, 제1 코일 요소와 제2 코일 요소의 와인딩에 필요한 길이의 평각 선재를 준비하고, 상기 평각 선재를 제2의 와인딩 헤드측으로부터 제1의 와인딩 헤드측으로 보내 제1의 와인딩 헤드에 세트하고, 상기 평각 선재의 선단이 소정 길이 제1의 와인딩 헤드로부터 돌출된 상태로 설정하는 평각 선재의 제1 이송 공정과, 상기 제1의 와인딩 헤드를 이용해 제1 코일 요소의 소정의 와인딩수까지 상기 평각 선재를 와인딩하여 제1 코일 요소를 형성하는 제1 코일 요소의 와인딩 공정과, 선단에 제1 코일 요소가 형성된 상기 평각 선재를 다시 제2의 와인딩 헤드측으로부터 제1의 와인딩 헤드측으로 이송하는 평각 선재의 제2 이송 공정과,

제1 코일 요소의 전체를 대략 90도 포밍(forming)함으로써(절곡함), 상기 제1 코일 요소를 소정의 자세 상태로 설정하는 제1 코일 요소의 포밍 공정과,

제2 코일 요소의 와인딩분을 확보하기 위해서 제2의 와인딩 헤드측으로부터 제1의 와인딩 헤드측으로 상기 평각 선재를 더 송출하는 평각 선재의 제3 이송 공정과,

제2의 와인딩 헤드를 이용해 제2 코일 요소의 소정의 와인딩수까지 상기 평각 선재를 와인딩하여 제2 코일 요소를 형성하는 제2 코일 요소의 와인딩 공정을 가지는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 의하면, 코일 요소 상호를 연결하는 용접부나 되접어꺾기부가 없는 코일의 성형 방법을 얻을 수 있으므로, 부품으로서의 코일의 점유 공간을 가급적 감소시킬 수 있고, 예를 들면, 리액터 등의 소형화도 한층 더 실현할 수 있다. 또한, 코일 요소 상호를 연결하기 위한 용접 작업이나 코일 요소 상호를 병렬 배치하기 위한 되접기 작업이 불필요해지므로, 특성의 불균형이 없고, 신뢰성이 높은 코일의 성형 방법을 얻을 수 있다. 또한, 용접 공정도나 되접기 공정이 불필요해지므로, 그만큼 제조 작업을 간략화할 수 있다.

또한, 상기 평각 선재의 제2 이송 공정에서는, 제1 코일 요소와 제2 코일 요소의 간격을 확보하기 위해서 소정의 코일 간격 길이만큼 여분으로 상기 평각 선재를 보내도록 해도 된다.

이러한 구성에 의해, 제1 코일 요소와 제2 코일 요소의 소정의 코일 간격 길이를 미리 확보하기 쉬워지므로, 제1 코일 요소와 제2 코일 요소의 코일 간격의 편차를 없애는 것도 가능해지고, 이 점에서도 성형된 코일의 신뢰성을 높일 수 있다.

또한, 상기 평각 선재의 제3 이송 공정은, 평각 선재를 소정의 길이만큼 밀어낸 다음에 상기 평각 선재를 절단하고, 이에 따라 형성되는 평각 선재의 종단이 제2 코일 요소의 단부를 구성하도록 하는 평각 선재의 절단 공정을 포함해도 된다.

이러한 구성에 의해, 제2 코일 요소의 와인딩이 용이해지고, 그만큼 제조 작업을 간략화할 수 있다.

한편, 상기 제1 내지 제4의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 코일은, 1개의 평각선이 에지와이즈형상으로 각형상으로 감김으로써 각통 형상으로 적층되어 형성된 제1의 코일 요소와, 상기 제1의 코일 요소의 감김 종료 단부에서, 상기 평각선이 상기 제1의 코일 요소의 감김 방향과는 반대의 방향으로 에지와이즈형상으로 각형상으로 감김으로써, 상기 제1의 코일 요소의 적층 방향과는 반대의 방향으로 적층되어 형성된 제2의 코일 요소를 적어도 구비한 코일로서, 상기 제2의 코일 요소의 감김 종료 전에 감기 도중의 상기 제2의 코일 요소와 상기 제1의 코일 요소의 위치 관계를 측정하여 구한 오프셋량에 의거하여, 상기 평각선이 오프셋 감기됨으로써, 상기 제2의 코일 요소의 감김 종료 시점에서 상기 제1의 코일 요소와 상기 제2의 코일 요소가 연속하여 병렬 상태로 형성되는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 의하면, 오프셋 감기에 의해 제2의 코일 요소의 와인딩 공정 중에 있어서의 각 변을 성형할 때의 선재 이송 오차의 누적을 해소할 수 있으므로, 제1의 코일 요소와 제2의 코일 요소의 배열을 고정밀도로 할 수 있어, 각 코일 요소 내에 예를 들면 대략 링형상의 코어를 확실하게 삽입할 수 있다. 또한, 코일 요소 상호를 연결하기 위한 용접이나 코일 요소 상호를 병렬 배치하기 위한 되접기가 불필요해지므로, 특성의 불균형이 없고, 신뢰성이 높은 코일을 얻을 수 있다. 또한, 용접 작업이나 되접기 작업이 불필요해지므로, 그만큼 제조 작업을 간략화할 수 있다.

또한, 상기 제1 내지 제4의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 코일의 성형 방법은, 1개의 평각 선재가 에지와이즈형상으로 각형상으로 감김으로써 각통 형상으로 적층되어 적어도 제1 및 제2의 코일 요소가 병렬 상태이고, 또한, 상호 감김 방향이 반대가 되도록 연속하여 형성되는 코일의 성형 방법으로서, 제1의 와인딩 헤드와 상기 제1의 와인딩 헤드와 소정의 간격만큼 이간하여 설치된 제2의 와인딩 헤드를 이용해 상기 1개의 평각 선재로부터 상기 제1 및 상기 제2의 코일 요소를 연속하여 형성하는 코일의 성형 방법에 있어서,

상기 제1의 코일 요소와 상기 제2의 코일 요소의 와인딩에 필요한 길이의 상기 평각 선재를 준비하고, 상기 평각 선재를 상기 제2의 와인딩 헤드측으로부터 상기 제1의 와인딩 헤드측으로 보내 상기 제1의 와인딩 헤드에 세트하고, 상기 평각 선재의 선단이 상기 제1의 와인딩 헤드로부터 소정 길이 돌출된 상태로 설정하는 평각 선재의 제1 이송 공정과,

상기 제1의 와인딩 헤드를 이용해 상기 제1의 코일 요소의 소정의 와인딩수까지 상기 평각 선재를 와인딩하여 상기 제1의 코일 요소를 형성하는 제1의 코일 요소의 와인딩 공정과,

선단에 상기 제1의 코일 요소가 형성된 상기 평각 선재를 다시 상기 제2의 와인딩 헤드측으로부터 상기 제1의 와인딩 헤드측으로 이송하는 평각 선재의 제2 이송 공정과,

상기 제1의 코일 요소의 전체를 절곡함으로써(포밍), 상기 제1의 코일 요소를 소정의 자세 상태로 설정하는 제1 코일 요소의 포밍 공정과,

상기 제2의 코일 요소의 와인딩분을 확보하기 위해서 상기 제2의 와인딩 헤드측으로부터 상기 제1의 와인딩 헤드측으로 상기 평각 선재를 더 송출하는 평각 선재의 제3 이송 공정과,

상기 제2의 와인딩 헤드를 이용해 상기 제2의 코일 요소의 소정의 와인딩수가 되기 전까지 상기 평각 선재를 와인딩하고, 감기 도중의 상기 제2의 코일 요소와 상기 제1의 코일 요소의 위치 관계를 측정하여 오프셋량을 구하고, 상기 오프셋량에 의거해 상기 평각 선재를 오프셋 감기하여 상기 제2의 코일 요소를 형성하는 제2의 코일 요소의 와인딩 공정을 가지는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 의하면, 오프셋 감기에 의해 제2의 코일 요소의 와인딩 공정 중에 있어서의 각 변을 성형할 때의 선재 이송 오차의 누적을 해소할 수 있으므로, 제1의 코일 요소와 제2의 코일 요소의 배열을 고정밀도로 할 수 있어, 각 코일 요소 내에 예를 들면 대략 링형상의 코어를 확실하게 삽입할 수 있다. 또한, 코일 요소 상호를 연결하기 위한 용접 작업이나 코일 요소 상호를 병렬 배치하기 위한 되접기 작업이 불필요해지므로, 특성의 불균형이 없고, 신뢰성이 높은 코일의 성형 방법을 얻을 수 있다. 또한, 용접 공정이나 되접기 공정이 불필요해지므로, 그만큼 제조 작업을 간략화할 수 있다.

또한, 상기 평각 선재의 제2 이송 공정에서는, 상기 제1의 코일 요소와 상기 제2의 코일 요소의 간격을 확보하기 위해서 소정의 코일 간격 길이만큼 여분으로 상기 평각 선재를 보내도록 해도 된다.

이러한 구성에 의해, 제1의 코일 요소와 제2의 코일 요소의 소정의 코일 간격 길이를 미리 확보하기 쉬워지므로, 제1의 코일 요소와 제2의 코일 요소의 코일 간격의 편차를 없애는 것도 가능해지고, 이 점에서도 성형된 코일의 신뢰성을 높일 수 있다.

또한, 상기 제2의 코일 요소의 코일 공정에서는, 상기 제1의 코일 요소와 상기 제2의 코일 요소의 축심간의 거리를 소정 길이로서 확보할 수 있도록 상기 오프셋량을 구하도록 해도 된다.

이러한 구성에 의해, 제1의 코일 요소와 제2의 코일 요소의 축심간의 거리의 편차를 없앨 수 있으므로, 각 코일 요소 내에 예를 들면 대략 링형상의 코어를 확실하게 삽입하는 것이 가능해지고, 이 점에서도 성형된 코일의 신뢰성을 더욱 높일 수 있다.

<발명의 효과>

본 발명에 의하면, 연락용 터미널 등을 포함하는 연결측의 단부가 양 코일 요소의 단면에 의한 외형으로부터 외측으로 빠져나가지 않고, 코일의 점유 공간의 증대를 초래하지도 않는다. 또한, 연결용의 되접기부가 불필요해지므로, 양쪽 코일 요소의 단면측으로 빠져나오는 부재 등이 없어지는 결과, 그만큼 코일의 점유 공간이 감소하므로, 예를 들면, 코일을 케이스 내에 수납하는 전자 부품 등에 적용하는 경우에도, 그만큼 케이스도 소형화 할 수 있게 되어, 전자 부품 전체의 소형화를 실현할 수 있다.

또한, 용접부의 신뢰성이 문제가 되지 않고, 되접기의 상태 여하에 따라 코일의 전기적 특성에 불균형이 생길 가능성도 없어지므로, 신뢰성이 높고, 전기적 특성이 안정된 코일을 성형할 수 있다.

또한, 양 코일 요소와 연락용 터미널의 용접 공정이나 되접기를 위한 작업 공정이 불필요해지므로, 그만큼 제조 작업을 간략화하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명에 의하면, 감기 도중의 제2의 코일 요소와 제1의 코일 요소의 위치 관계를 측정하여 구한 오프셋량에 의거해 오프셋 감기하고 있으므로, 제2의 코일 요소의 와인딩 공정 중에 있어서의 각 변을 성형할 때의 선재 이송 오차의 누적을 해소하여, 제1의 코일 요소와 제2의 코일 요소의 배열을 고정밀도로 할 수 있다. 이 때문에, 각 코일 요소 내에 예를 들면 대략 링 형상의 코어를 확실하게 삽입할 수 있어, 신뢰성이 높고, 전기적 특성이 안정된 코일을 얻을 수 있고, 또한, 상기 코일을 성형할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태의 코일을 포함하는 일례로서의 리액터의 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시한 리액터의 분해 사시도이다.

도 3은 본 발명의 제1의 실시 형태의 리액터 코일의 사시도이다.

도 4는 본 발명의 제1의 실시 형태의 리액터 코일의 성형 방법을 설명하기 위한 제1의 도면이다.

도 5는 본 발명의 제1의 실시 형태의 리액터 코일의 성형 방법을 설명하기 위한 제2의 도면이다.

도 6은 본 발명의 제1의 실시 형태의 리액터 코일의 성형 방법을 설명하기 위한 제3의 도면이다.

도 7은 본 발명의 제2의 실시 형태의 리액터 코일의 사시도이다.

도 8은 본 발명의 제2의 실시 형태의 리액터 코일의 성형 방법을 설명하기 위한 제1의 도면이다.

도 9는 본 발명의 제2의 실시 형태의 리액터 코일의 성형 방법을 설명하기 위한 제2의 도면이다.

도 10은 본 발명의 제2의 실시 형태의 리액터 코일의 성형 방법을 설명하기 위한 제3의 도면이다.

<부호의 설명>

1 : 열 전도성 케이스 4 : 보빈

7 : 절연 겸 방열 시트 8 : 충전재

9 : 리액터 코어 10 : 리액터

12 : 리액터 코일 13 : 리액터 고정용 구멍

17 : 평각선 121L, 122L : 리드부

121 : 제1 코일 요소 122 : 제2 코일 요소

123 : 오프셋 부분 100 : 와인딩 헤드

200 : 와인딩 헤드 170 : 평각 선재

<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>

본 발명의 제1의 실시 형태에 관한 코일에 대해서 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 실시 형태에서는, 본 발명의 코일을 리액터의 코일(이하, 리액터 코일이라고 부른다)에 적용했다. 도 1은, 본 발명의 실시 형태의 리액터 코일을 포함하는 일례로서의 리액터의 사시도이다. 도 1에 도시하는 리액터(10)는, 예를 들면, 강제 냉각 수단을 가지는 기기의 전기 회로에 사용되고, 리액터 코어(9)에 보빈(도 1에는 도시하지 않음)을 통해 평각선(17)을 감아 형성된 리액터 코일(12)을 열전도성 케이스(1)에 수납한 후, 충전재(8)를 흘려 넣어 고정하고 있다. 또한, 도 3을 참조하여 후술하는 바와같이, 본 실시 형태의 리액터 코일(12)은, 평각선(17)이 에지와이즈형상으로 각형상으로 감김으로써 각통 형상으로 적층되어 형성 된 제1 코일 요소(121)와 제2 코일 요소(122)를 구비한다. 또한, 리액터 코일(12)의 제1 코일 요소(121)와 제2 코일 요소(122) 각각의 단부인 리드부(121L, 122L)는, 예를 들면, 평각선(17)의 피복을 박리하여, 도체를 드러내고 있고, 도시하지 않은 압착 단자 등을 설치하여 다른 전기 부품 등과 접속된다. 또한, 열전도성 케이스(1)의 4귀퉁이에 있는 리액터 고정용 구멍(13)은, 열전도성 케이스(1)를, 예를 들면, 강제 냉각된 본체 등에 고정하기 위한 나사 구멍이다.

도 2는, 도 1에 도시한 리액터(10)의 분해 사시도이다. 도 2에 도시하는 바와같이, 리액터(10)는, 열전도성 케이스(1), 절연 겸 방열 시트(7), 리액터 코일(12), 보빈(4), 리액터 코어(9)를 포함하고 있다. 리액터 코일(12)은, 보빈(4)에 평각선(17)을 감아 형성되어 있다. 보빈(4)은 칸막이부(4a) 및 감기 프레임부(4b)로 구성되고, 작업 효율 향상의 관점에서 칸막이부(4a)와 감기 프레임부(4b)를 분리할 수 있는 구조로 되어 있다.

다음에, 감기 프레임부(4b)에 리액터 코일(12)을 형성한 후, 감기 프레임부(4b)의 양단으로부터 칸막이부(4a)를 끼워넣는다. 이어서, 리액터 코어(9)를 감기 프레임부(4b)에 삽입한다. 여기서, 리액터 코어(9)는, 복수의 자성체의 블록(3a, 3b) 및 각 블록(3b)간에 자기 갭으로서 삽입되는 시트재(6)로 구성되어 있다. 여기서, 리액터 코어(9)는, 2개의 블록(3a), 6개의 블록(3b) 및 8매의 시트재(6)로 구성되어 있다. 리액터 코어(9)의 형상은 대략 링 형상으로 되어 있고, 그 직선부인 자성체의 블록(3b)과 시트재(6)는, 도 2에 도시하는 보빈(4)의 감기 프레임부(4b)의 부분에 삽입되어 있다. 이 리액터 코어(9)에 직선부는 2개소 있 고, 각 직선부에 감기 프레임부(4b)를 통해 리액터 코일(12)이 형성되고, 소정의 전기적 특성이 얻어진다. 자성체의 블록(3a)은 각 직선부와 결합하여, 이 리액터 코어(9)를 대략 링 형상으로 하고 있다. 또한, 자성체의 블록(3b)과 시트재(6)를 보빈(4)의 감기 프레임부(4b)에 삽입한 후, 블록(3a)과 시트재(6)를 접착하고 있으므로, 자성체의 블록(3a)은 떨어지지 않는 구조로 되어 있다.

이상의 순서로, 리액터 코어(9) 및 리액터 코일(12)이 형성되어 있다. 그 후, 열전도성 케이스(1)의 저면에 절연 겸 방열 시트(7)를 깐 후, 열전도성 케이스(1)에 리액터 코어(9) 및 리액터 코일(12)을 수납한다. 다음에, 충전재(8)를 열전도성 케이스(1) 내에 흘려 넣고, 열전도성 케이스(1)와 리액터 코어(9) 및 리액터 코일(12)을 고정한다. 절연 겸 방열 시트(7)는, 리액터 코일(12)과 열전도성 케이스(1) 사이에 배치되어 양자를 절연한다. 또한, 본 실시 형태의 절연 겸 방열 시트(7)는, 주위의 충전재(8)보다도 열전도율이 좋은 시트를 사용하고 있으므로, 리액터 코일(12)로부터 발생한 열을 효율적으로 열 전도성 케이스(1)에 전도시킬 수 있다. 이에 따라, 리액터 코일(12)로부터 발생한 열을, 강제 냉각 수단으로 냉각된 열전도성 케이스(1)로부터 효율적으로 방열한다.

또한, 본 실시 형태의 리액터 코일(12)은, 상술한 것처럼, 평각선(17)이 각형상으로 감김으로써 각통 형상으로 적층된 제1 코일 요소(121)와 제2 코일 요소(122)를 구비하고 있다. 이 때문에, 제1 코일 요소(121)와 제2 코일 요소(122)의 저면측이 평면상으로 형성되고, 절연 겸 방열 시트(7)를 통해 열전도성 케이스(1)의 저면과 접하고 있으므로, 예를 들면, 평각선이 환형 감기됨으로써 원통 형 상으로 적층된 코일 요소를 구비하는 경우에 비해, 방열성이 뛰어나다. 또한, 마찬가지로 원통 형상으로 적층된 코일 요소를 구비하는 경우에 비해, 열전도성 케이스(1) 내의 데드 스페이스가 적어지고, 보다 적은 용적의 케이스에 수납하는 것이 가능하고, 리액터 전체의 소형화에 이바지하는 구성이 되어 있다. 또한, 본 실시 형태의 리액터 코일(12)은, 평각선(17)이 에지와이즈(세로) 형상으로 감겨진 제1 코일 요소(121)와 제2 코일 요소(122)를 구비하고 있으므로, 평각선의 가로 감기의 경우와 비교해도 선간의 전압을 작게 할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 1000V 등의 대전압이 가해지는 리액터 코일인 경우에도, 높은 신뢰성을 확보하는 것이 가능하다.

도 3은, 본 발명의 실시 형태에 관한 리액터 코일을 나타내는 사시도이다. 도 3에 도시하는 것처럼, 본 실시 형태의 리액터 코일(12)은, 1개의 평각선(17)이 에지와이즈형상으로 각형상으로 감김으로써 각통 형상으로 적층되어 형성된 제1 코일 요소(121)와 제2 코일 요소(122)를 구비하고, 제1 코일 요소(121)와 제2 코일 요소(122)가 병렬 상태로 배열된 상태이고, 또한, 상호 감김 방향이 반대로 되도록 연속하여 형성되어 있다. 평각선(17)이 에지와이즈형상으로 각형상으로 감김으로써 각통 형상으로 적층되어 형성된 제1 코일 요소(121)의 감김 종료 단부(121E)에 있어서, 평각선(17)을 제1 코일 요소(121)의 감김 방향과는 반대의 방향으로 대략 90도 절곡하고, 제1 코일 요소(121)의 적층 방향(도 3중에 화살표 A로 표시한다)과는 반대의 방향(도 3중에 화살표 B로 표시한다)으로 적층되도록, 또한, 제1 코일 요소(121)의 감김 방향과는 반대의 방향으로 에지와이즈형상으로 각형상으로 감김 으로써, 제2 코일 요소(122)의 감김 종료 시점에서 제1 코일 요소(121)와 제2 코일 요소(122)가 병렬 상태로 연속하여 배열된 상태로 성형되는 것을 특징으로 하고 있다. 여기서, 에지와이즈형상으로 감는것은, 평각선을 세로로 감는 감기 방법을 말한다. 또한, 각형 감기는, 코일을 각형으로 감는 것을 말하고, 코일을 환형으로 감는(환형 감기)것과 대비된다. 또한, 2개의 코일 요소(121, 122)의 리드부(121L, 122L)는, 각 코일 요소(121, 122)의 축방향의 같은 측에 있으므로, 리드부(121L, 122L)의 선단부에, 도시하지 않은 단자를 부착하는 경우에도, 단자의 위치를 일정하게 하는 것이 가능하다.

또한, 본 실시 형태의 리액터 코일(12)의 성형 방법에 대해서, 도 4, 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다. 본 실시 형태의 리액터 코일(12)의 성형 방법에서는, 도 4(a) 내지 도 6(i)에 도시하는 바와같이, 제1 코일 요소용의 와인딩 헤드(100)와, 제2 코일 요소용의 와인딩 헤드(200)를 이용해 와인딩을 행한다. 와인딩 헤드(100)와 와인딩 헤드(200)는, 각각 소정의 간격을 두고 대향하여 배치된 2개의 도르래형상의 헤드 부재를 포함하고 있다. 우선, 도 4(a)에 도시하는 바와같이, 선재로서의 평각선(이하, 평각 선재(170)라고 부른다)을 소정 위치까지 보낸다(평각 선재의 제1 이송 공정). 즉, 제1 코일 요소(121)와 제2 코일 요소(122)의 권선에 충분한 길이의 평각 선재(170)를 준비하고, 이 평각 선재(170)를 와인딩 헤드(200)측으로부터 와인딩 헤드(100)측, 즉, 도 4(a)의 화살표 A로 표시하는 방향으로 보내 와인딩 헤드(100)에 통과시키고, 평각 선재(170)의 선단(170f)이 소정 길이 와인딩 헤드(100)로부터 돌출된 상태로 설정한다. 여기서, 평각 선재(170) 는, 이른바 각형상의 도선에 피막이 실시된 것이다. 또한, 이 평각 선재(170)의 선단(170f)은 후술하는 바와같이, 제1 코일 요소(121)의 단부(121a)를 구성한다.

이어서, 도 4(b)에 도시하는 바와같이, 와인딩 헤드(100)를 이용해 제1 코일 요소(121)를 와인딩한다(제1 코일 요소의 와인딩 공정). 이 경우, 제1 코일 요소(121)(제2 코일 요소(122)도 동일)의 소정의 와인딩수까지 감아 제1 코일 요소(121)를 형성한다. 즉, 도 4(b)의 화살표 B로 표시하는 방향으로 평각 선재(170)를 감음으로써, 제1 코일 요소(121)를 형성한다. 도 4(b) 및 이후의 도면에 있어서, 제1 코일 요소(121)(또는 제2 코일 요소(122))는, 도면의 용지와 직교하는 방향(용지의 하면 방향 또는 상면 방향)으로 소정 치수 형성되는 것으로 한다.

그리고, 제1 코일 요소(121)가 형성되면, 계속해서, 도 4(c)에 도시하는 바와같이, 다시 평각 선재(170)를 보낸다(평각 선재의 제2 이송 공정). 즉, 도 4(c)의 화살표 C로 표시하는 방향으로 평각 선재(170)의 선단(170f)측을 송출한다. 이 때, 제1 코일 요소(121)와 제2 코일 요소(122)의 간격을 확보하기 위해서, 후술하는 도 4(d)에 도시하는 소정의 코일 간격 길이(T)만큼 여분으로 평각 선재(170)를 보내도록 한다.

여기서, 도 4(d)에 도시하는 바와같이, 제1 코일 요소(121)의 전체를 90도 포밍한다. 즉, 도 4(d)의 화살표 D로 표시하는 방향으로 평각 선재(170)를 90도 포밍함으로써(절곡한다), 제1 코일 요소(121)를 소정의 자세 상태로 설정한다. 이 경우, 와인딩 헤드(100)로부터 코일 간격 길이(T)만큼 더 돌출시킨 위치에서, 와인 딩 헤드(100)를 이용해 평각 선재(170)를 90도 절곡한다. 즉, 소정의 코일 간격 길이(T)만큼 밀리게 한 부분에서 와인딩 헤드(100)를 이용해 평각 선재(170)를 90도 절곡함으로써 제1 코일 요소(121) 전체의 포밍을 행한다.

이어서, 도 5(e)에 도시하는 바와같이, 평각 선재(170)를 더 송출한다(평각 선재의 제3 이송 공정). 즉, 도 5(e)의 화살표 E에 표시하는 방향으로 평각 선재(170)의 선단(170f)측을 더 송출한다. 이 공정은, 본 실시 형태의 리액터 코일(12)의 성형 방법의 큰 특징이며, 제2 코일 요소(122)의 와인딩에 필요한 선재를 확보하기 위해서, 제1 코일 요소(121)와 그에 연속되는 평각 선재(170)를 와인딩 헤드(100)로부터 상당한 길이에 걸쳐 밀어내기까지 평각 선재(170)를 송출하도록 한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 이 때, 평각 선재(170)의 공급원으로부터 충분한 길이만큼 밀어내면 평각 선재(170)를 절단하고, 이에 의해 형성되는 평각 선재(170)의 종단(170b)이 제2 코일 요소(122)의 단부(122a)를 구성하도록 한다.

다음에, 도 5(f)에 나타내는 바와같이, 와인딩 헤드(200)를 이용해 제2 코일 요소(122)를 와인딩한다(제2 코일 요소의 와인딩 공정). 이 경우, 제2 코일 요소(122)(제1 코일 요소(121)도 동일)의 소정의 와인딩수까지 감아 제2 코일 요소(122)를 형성한다. 이 때, 도 5(f)에 도시하는 바와같이, 와인딩 헤드(200)를 이용해 제1 코일 요소(121)와는 반대 방향으로 평각 선재(170)를 포밍함으로써 제2 코일 요소(122)의 와인딩을 행한다. 즉, 도 5(f)의 화살표 F로 표시하는 방향으로 평각 선재(170)를 90도 포밍함으로써(절곡한다), 제2 코일 요소(122)의 와인딩을 개시한다. 따라서, 도 5(f)에 도시하는 바와같이, 제2 코일 요소(122)의 와인딩은 평각 선재(170)에 있어서의 와인딩 헤드(200)와 와인딩 헤드(100)의 사이에 있는 길이 부분 및 도 5(e)에 도시한 바와같이 제1 코일 요소(121)에 이어서 와인딩 헤드(100)로부터 밀어낸 부분을 사용하여 행한다. 즉, 평각 선재(170)를 90도 포밍할 (절곡한다) 때, 지금까지의 평각 선재(170)의 절곡하는 방향과는 절곡하는 방향이 바뀌게(180도 반전하게) 된다.

이와 같이, 도 5(e) 및 (f)에 도시하는 바와같이, 제1 코일 요소(121)의 와인딩이 완료된 후, 제2 코일 요소(122)의 와인딩에 필요한 길이를 송출한 다음, 반대 방향으로 되감기하여 제2 코일 요소(122)의 와인딩을 행하는 것이 본 실시 형태의 리액터 코일의 성형 방법의 큰 특징이다.

그러나, 도 5(g)에 도시하는 바와같이, 제2 코일 요소(122)의 와인딩에 의해 제1 코일 요소(121)가 와인딩 헤드(200)측, 즉, 도 5(g)의 화살표 G에 표시하는 방향으로 이동한다. 즉, 양 코일 요소(121와 122)가 접근하기 시작하게 된다.

이어서, 도 6(h)에 도시하는 바와같이, 제2 코일 요소(122)의 와인딩이 진행되어 양 코일 요소(121와 122)가 더욱 접근한다. 이 때, 도 6(h)에 도시하는 바와같이, 제1 코일 요소(121)는 와인딩 헤드(100)로부터 떨어지고, 도 6(h)의 화살표 H에 표시하는 방향으로 제2 코일 요소(122)까지 접근한다. 따라서, 제1 코일 요소(121)가 와인딩 헤드(100)로부터 상측으로 떨어지도록 제1 코일 요소(121)를 상승시키는 기구를 구비하는 것이 바람직하다.

도 6(i)에 도시하는 바와같이, 제2 코일 요소(122)가 도 6(h)에 도시한 상태에서 다시 1／4둘러(90도) 감김으로써, 제2 코일 요소(122)의 형성이 완료되고, 양 코일 요소(121와 122)의 와인딩이 완료하고, 본 실시 형태의 리액터 코일(12)이 성형되어 완성된다. 이 완성 상태에 있어서는, 제1 코일 요소(121)의 단부(121a)(평각 선재(170)의 선단(170f))와 제2 코일 요소(122)의 단부(122a)(평각 선재(170)의 종단(170b))는, 도 6(i)에 도시하는 바와같이, 동일 방향으로 연신된 상태로 된다. 또한, 양 코일 요소(121와 122)로 이루어지는 완성된 리액터 코일(12)을 와인딩 헤드(200)로부터 떼어낼 필요가 있는데, 이를 위해 양 코일 요소(121와 122)를 와인딩 헤드(200)로부터 상측으로 떨어지도록 상승시키는 기구를 구비하는 것이 바람직하다.

이상의 성형 방법에 의해, 도 3에 도시한 것처럼, 되접기 부분을 포함하지 않는 리액터 코일(12)을 얻을 수 있다. 즉, 본 실시 형태의 리액터 코일의 성형 방법에서는, 형성한 각각의 코일 요소의 자세가 이미 도 3의 상태로 되어 있으므로, 양 코일 요소의 용접(접속) 공정 혹은 되접기 공정을 생략 할 수 있다. 전술한 제1의 종래예의 코일에서는, 양 코일 요소를 한쪽씩 별개로 감고, 이들을 용접등에 의해 연결하는데 대해, 본 실시 형태에서는, 양 코일 요소를 양측에서 연속하여 감아감으로써, 연결을 위한 부재나 공정수가 불필요하게 된다. 용접을 위한 부재나 공정수가 불필요해지는 것은, 전술한 제2의 종래예의 코일도 동일하지만, 제2의 종래예의 코일에서는, 되접기가 필요하기 때문에, 완성된 코일에 되접기 부분을 포함하고, 또한, 되접기 공정수가 필요한데에 대해, 본 실시 형태의 리액터 코일 및 그 성형 방법에서는, 통상의 리액터 코일의 와인딩(각형 감기)의 경우와 동일한 대략 90도의 절곡하기가 필요해질뿐이고, 완성된 코일에 되접기 부분이 없고, 이를 위한 공정수는 불필요하다. 즉, 여기서,「되접기(rewinding)」는, 제2의 종래예의 코일과 같이, 평각선을 전체로서 180도 가가이까지 굴곡시키는 것을 말하고, 「절곡하기(bending)」는, 통상의 리액터 코일의 와인딩(각형 감기)의 경우와 마찬가지로, 평각선을 대략 90도 굴곡시키는 것을 말한다. 즉, 제2의 종래예의 코일에서는, 상호 연속하는 양 코일 요소의 상호간에 걸치는 평각선의 연결부를 평각선의 길이 방향으로 직교하는 폭방향을 따라서 반접기형상으로 되접은 것인데, 본 실시 형태는, 제1 코일 요소(121)로부터 제2 코일 요소(122)로 천이하는 부분에서 평각선을 제1의 코일 요소의 감김 방향과는 반대의 방향으로 대략 90도 절곡하도록 했다. 즉, 평각선의 제1 코일 요소(121)로부터 제2 코일 요소(122)로 천이하는 부분을 평각선의 두께 방향을 따라서 대략 90도 절곡하도록 한 것이다.

이와 같이, 본 실시 형태의 리액터 코일 및 그 성형 방법에서는, 양 코일 요소(121와 122)의 연결의 방법에 특징이 있다. 전술한 제1의 종래예의 코일에서는, 연락용 터미널이나 용접부라는 코일의 와인딩 부분이 아닌, 연결을 위해서만의 부재나 부분이 필요했다. 또, 전술한 제2의 종래예의 코일에서도, 되접어꺾기 부분이라는 코일의 와인딩 부분이 아니라, 연결을 위해서만의 부분이 필요했다. 이에 대해, 본 실시 형태의 리액터 코일 및 그 성형 방법에서는, 도 3에 도시하는 바와같이, 제1 코일 요소(121)의 권선 부분이 그대로 90도 꺽여 구부러져 제2 코일 요소(122)의 와인딩 부분에 연결되는 구성으로 되어 있고, 연결을 위해서만의 부재나 부분이 없는, 전혀 헛된 것이 없는 획기적인 구성으로 되어 있다. 환언하면, 절곡하는 부분 이외는 제1 코일 요소(121)의 일부 또는 제2 코일 요소(122)의 일부(인 덕턴스를 일으키는 코일로서 기능하는 부분)로 되어 있다.

이와 같이, 본 실시 형태 나아가서는 본 발명의 코일 및 그 성형 방법에서는, 용접용의 터미널 부재나 연결용의 되접기부라는 불필요한 부재나 부분을 통하지 않는, 말하자면 직접 구부림에 의해 양 코일 요소를 연결 가능하게 한 점에 큰 특징을 가지고 있다. 따라서, 상술한 제1의 종래예의 코일과 달리, 연락용 터미널 등을 포함하는 연결측의 단부가 양 코일 요소의 단면에 의한 외형으로부터 외측으로 빠져나가버리는 일이 없어, 코일의 점유 공간의 증대를 초래하지도 않는다. 또한, 상술한 제2의 종래예의 코일과도 달리, 연결용의 되접기부가 불필요해지므로, 도 3에서도 명백한 바와같이, 양쪽 코일 요소의 단면측으로 빠져나가는 부재 등이 완전히 없어진다. 이 결과, 상술한 제2의 종래예의 코일보다도, 되접기부만큼 코일의 점유 공간이 감소하므로, 특히, 상술한 열전도성 케이스(1) 등의 케이스 내에 수납하는 경우에도, 그만큼 케이스도 소형화할 수 있게 되어, 리액터 전체의 소형화를 실현할 수 있다.

또한, 제1의 종래예의 코일과 달리, 용접부의 신뢰성이 문제가 되지 않고, 제2의 종래예의 코일과 달리, 되접기의 상태 여하에 따라 코일의 전기적 특성에 불균형이 생길 가능성이 없다. 따라서, 신뢰성이 높고, 전기적 특성이 안정된 코일을 성형할 수 있다. 또한, 양 코일 요소와 연락용 터미널 용접의 공정이나 되접기를 위한 작업 공정이 불필요해지므로, 그만큼 제조 작업이 간략하게 된다는 큰 이점도 있다.

다음에, 본 발명의 제2의 실시 형태에 관한 코일에 대해서 도면을 참조해 상 세하게 설명한다. 도 7은, 본 발명의 제2의 실시 형태의 리액터 코일(12)의 상세를 나타내는 사시도이다. 도 7에 도시하는 바와같이, 이 제2의 실시 형태의 리액터 코일(12)도, 제1의 실시 형태와 마찬가지로, 1개의 평각선(17)이 에지와이즈형상으로 각형상으로 감김으로써 각통 형상으로 적층되어 형성된 제1 코일 요소(121)와 제2 코일 요소(122)를 구비하고, 제1 코일 요소(121)와 제2 코일 요소(122)가 병렬 상태이고, 또한, 상호 감김 방향이 반대가 되도록 연속하여 형성되어 있다. 그리고, 이 리액터 코일(12)도, 1개의 평각선(17)이 에지와이즈형상으로 각형상으로 감김으로써 각통 형상으로 적층되어 형성된 제1 코일 요소(121)의 감김 종료 단부(121E)에 있어서, 평각선(17)을 제1 코일 요소(121)로부터 코일 간격 길이만큼 돌출시켜 대략 90도 절곡하고, 제1 코일 요소(121)의 적층 방향(도 3중에 화살표 A로 표시한다)과는 반대의 방향(도 3중에 화살표 B로 표시한다)으로 적층되도록, 또한, 제1 코일 요소(121)의 감김 방향과는 반대의 방향으로 에지와이즈형상으로 각형상으로 감김으로써, 제2 코일 요소(122)의 감김 종료 시점에서 제1 코일 요소(121)와 제2 코일 요소(122)가 연속하여 병렬 상태로 성형되는 것을 특징으로 하고 있다.

이와 같이, 리액터 코일(12)은, 제1 코일 요소(121)의 각형 감기사 종료한 후에 제2 코일 요소(122)를 각형 감기하는데 필요한 길이의 평각선(17)을 미리 송출하고, 제1 코일 요소(121)가 없는 측의 선재단으로부터 제2 코일 요소(122)를 각형 감기하여 형성한 2개의 연결 코일이다. 이 때문에, 제2 코일 요소(122)의 각형 감기 공정중의 각 변을 성형할 때의 선재 이송 오차의 누적이, 제1 코일 요소(121) 의 축심과 제2 코일 요소(122)의 축심의 거리의 편차가 되어 나타날 우려가 있다. 제1 코일 요소(121)와 제2 코일 요소(122)에는, 상술한 것처럼 대략 링 형상의 리액터 코어(9)의 2군데의 직선부가 삽입되므로, 제1 코일 요소(121)의 축심과 제2 코일 요소(122)의 축심의 거리는 높은 치수 정밀도가 요구된다. 여기서, 이 제2의 실시 형태에서는, 선재 이송 오차의 누적을 해소하기 위해서, 제1 코일 요소(121)와 제2 코일 요소(122)의 연결 부분 근방의 제2 코일 요소(122)측의 오프셋 부분(123)을 여분 길이 부분으로서 오프 셋 감기한다.

이 오프 셋 감기에 의해, 제2 코일 요소(122)의 권선 공정 중에 있어서의 각 변을 성형할 때의 선재 이송 오차의 누적을 해소할 수 있으므로, 제1 코일 요소(121)와 제2 코일 요소(122)의 배열을 고정밀도로 할 수 있고, 각 코일 요소(121, 122)내에 대략 링 형상의 리액터 코어(9)의 2군데의 직선부를 확실하게 삽입할 수 있다. 또한, 코일 요소(121, 122) 상호를 연결하기 위한 용접이나 코일 요소(121, 122) 상호를 병렬 배치하기 위한 되접기가 불필요해지므로, 특성의 불균형이 없고, 신뢰성이 높은 코일을 얻을 수 있다. 또한, 용접 작업이나 되접어걱기 작업이 불필요해지므로, 그만큼 제조 작업을 간략화할 수 있다.

도 8, 도 9 및 도 10은, 도 7에 도시한 리액터 코일(12)의 성형 방법을 설명하는 도면이다. 이 리액터 코일(12)의 성형 방법에서는, 도 8(a) 내지 도 10(j)에 도시하는 바와같이, 제1 코일 요소(121)용의 와인딩 헤드(100)와, 제2 코일 요소(122)용의 와인딩 헤드(200)를 이용해 와인딩을 행한다. 와인딩 헤드(100)와 와인딩 헤드(200)는, 각각 소정의 간격을 두고 대향하여 배치된 2개의 도르래형상의 헤드 부재를 포함하고 있다.

먼저, 도 8(a)에 도시하는 바와같이, 선재로서의 평각선(이하, 평각 선재(170)라고 부른다)을 소정 위치까지 송출한다(평각 선재의 제1 이송 공정). 즉, 제1 코일 요소(121)와 제2 코일 요소(122)의 와인딩에 충분한 길이의 평각 선재(170)를 준비하고, 이 평각 선재(170)를 와인딩 헤드(200)측으로부터 와인딩 헤드(100)측, 즉, 도 8(a)의 화살표 A로 표시하는 방향으로 보내 와인딩 헤드(100)에 통과시키고, 평각 선재(170)의 선단(170f)이 소정 길이 와인딩 헤드(100)로부터 돌출된 상태로 설정한다. 여기서, 평각 선재(170)는, 이른바 각형상의 도선에 피막이 실시된 것이다. 또한, 이 평각 선재(170)의 선단(170f)은 후술하는 바와같이, 제1 코일 요소(121)의 단부(121a)를 구성한다.

이어서, 도 8(b)에 나타내는 바와같이, 와인딩 헤드(100)를 이용해 제1 코일 요소(121)를 와인딩한다(제1 코일 요소의 와인딩 공정). 이 경우, 제1 코일 요소(121)의 소정의 와인딩수까지 감아 제1 코일 요소(121)를 형성한다. 즉, 도 8(b)의 화살표 B로 표시하는 방향으로 평각 선재(170)를 감기함으로써, 제1 코일 요소(121)를 형성한다. 도 8(b) 및 이후의 도면에 있어서, 제1 코일 요소(121)는, 도면의 용지와 직교하는 방향(용지의 하면 방향 또는 상면 방향)으로 소정 치수 형성되는 것으로 한다.

그리고, 제1 코일 요소(121)가 형성되면, 이어서, 도 8(c)에 도시하는 바와같이, 다시 평각 선재(170)를 송출한다(평각 선재의 제2 이송 공정). 즉, 도 8(c)의 화살표 C로 표시하는 방향으로 평각 선재(170)의 선단(170f)측을 송출한다. 이 때, 제1 코일 요소(121)와 제2 코일 요소(122)의 간격을 확보하기 위해서, 후술하는 도 8(d)에 도시하는 소정의 코일 간격 길이(T)만큼 여분으로 평각 선재(170)를 송출하도록 한다.

여기서, 도 8(d)에 도시하는 바와같이, 제1 코일 요소(121)의 전체를 90도 포밍한다. 즉, 도 8(d)의 화살표 D로 표시하는 방향으로 평각 선재(170)를 90도 포밍함으로써(절곡한다), 제1 코일 요소(121)를 소정의 자세 상태로 설정한다. 이 경우, 와인딩 헤드(100)로부터 코일 간격 길이(T)만큼 더 돌출시킨 위치에서, 와인딩 헤드(100)를 이용해 평각 선재(170)를 90도 절곡한다. 즉, 소정의 코일 간격 길이(T)만큼 밀린 부분에서 와인딩 헤드(100)를 이용해 평각 선재(170)를 90도 절곡함으로써 제1 코일 요소(121) 전체의 포밍을 행한다.

이어서, 도 9(e)에 도시하는 바와같이, 평각 선재(170)를 더 송출한다(평각 선재의 제3 이송 공정). 즉, 도 9(e)의 화살표 E로 표시하는 방향으로 평각 선재(170)의 선단(170f)측을 더 송출한다. 이 공정은, 본 실시 형태의 리액터 코일(12)의 성형 방법의 큰 특징의 하나이며, 제2 코일 요소(122)의 와인딩에 필요한 선재 길이를 확보하기 위해서, 제1 코일 요소(121)와 그에 연속하는 평각 선재(170)를 와인딩 헤드(100)로부터 상당한 길이에 걸쳐 밀어내기까지 평각 선재(170)를 송출하도록 한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 이 때, 평각 선재(170)의 공급원으로부터 충분한 길이만큼 밀어내면 평각 선재(170)를 절단하고, 이에 의해 형성되는 평각 선재(170)의 종단(170b)이 제2 코일 요소(122)의 단부(122a)를 구성하도록 한다.

다음에, 도 9(f)에 도시하는 바와같이, 와인딩 헤드(200)를 이용해 제2 코일 요소(122)를 와인딩한다(제2 코일 요소의 와인딩 공정). 이 때, 도 5(f)에 도시하는 바와같이, 와인딩 헤드(200)를 이용해 제1 코일 요소(121)와는 반대 방향으로 평각 선재(170)를 감음으로써 제2 코일 요소(122)의 와인딩을 행한다. 즉, 도 9(f)의 화살표 F로 표시하는 방향으로 평각 선재(170)를 감음으로써, 제2 코일 요소(122)의 와인딩을 개시한다. 따라서, 도 5(f)에 도시하는 바와같이, 제2 코일 요소(122)의 와인딩은, 평각 선재(170)에 있어서의 와인딩 헤드(200)와 와인딩 헤드(100)의 사이에 있는 길이 부분 및 도 9(e)에 도시한 것처럼 제1 코일 요소(121)에 이어서 와인딩 헤드(100)로부터 밀어낸 부분을 사용해 행한다.

도 9(e) 및 (f)에 도시하는 바와같이, 제1 코일 요소(121)의 와인딩이 완료된 후, 제2 코일 요소(122)의 와인딩에 필요한 길이를 송출한 다음에, 반대 방향으로 되감아 제2 코일 요소(122)의 와인딩을 행하는 것이 본 실시 형태의 리액터 코일(12)의 성형 방법의 큰 특징의 하나이다. 그러나, 도 5(g)에 도시하는 바와같이, 제2 코일 요소(122)의 와인딩에 의해 제1 코일 요소(121)가 와인딩 헤드(200)측, 즉, 도 9(g)의 화살표 G로 표시하는 방향으로 이동한다. 즉, 제1 코일 요소(121)와 제2 코일 요소(122)가 접근하기 시작하게 된다.

그리고, 도 10(h)에 도시하는 바와같이, 제2 코일 요소(122)의 와인딩이 진행되고, 제1 코일 요소(121)와 제2 코일 요소(122)가 더욱 접근하여 예를 들면 와인딩 완료로부터 2턴(2회의 와인딩) 바로 전 상태로 되면, 양 코일 요소(121, 122)간의 거리를 센서에 의해 측정하고, 그 측정 데이터를 와인딩기의 제어부의 메모리 에 격납한다. 양 코일 요소(121, 122)간의 거리는, 예를 들면 도 10(h)에 도시하는 제1 코일 요소(121)와 제2 코일 요소(122)의 대향하는 각 변(121h, 122h)의 중앙간의 거리 L1나, 제1 코일 요소(121)의 축심과 제2 코일 요소(122)의 축심의 거리 등, 양 코일 요소(121, 122)간이 정의 가능한 거리로 된다. 또한, 센서로는, 기존의 예를 들면 광 센서나 기계식 센서 등, 거리가 계측 가능한 센서로 되고, 나아가 시각 관찰에 의해 측정한 후에 와인딩기의 제어부에 측정값을 데이터 입력해도 된다.

그리고, 이 측정한 양 코일 요소(121, 122)간의 거리에 의거하여, 도 10(j)에 도시하는 최종 형태로 된 리액터 코일(12)의 제1 코일 요소(121)의 축심(W1)과 제2 코일 요소(122)의 축심(W2)의 거리(LL)가 소정 길이가 되도록, 오프셋량(F)을 연산하여 통상의 선재 이송량에 가산한 선재 이송량으로 평각 선재(170)를 송출한다. 이와 같이, 리액터 코일(12)의 제1 코일 요소(121)의 축심(W1)과 제2 코일 요소(122)의 축심(W2)의 거리(LL)를 소정 길이로 함으로써, 대략 링 형상의 리액터 코어(9)의 2군데의 직선부가 삽입 가능해진다. 그리고, 제2 코일 요소(122)가 도 10(h)에 도시한 상태에서 1／4둘레(90도) 더 감겨져 도 10(i)에 도시한 상태로 되기까지 와인딩한다. 오프셋량(F)은 예를 들면, 와인딩기의 제어부의 메모리에 격납한 제1 코일 요소(121)와 제2 코일 요소(122)가 대향하는 각 변(121h, 122h)의 중앙간의 거리(L1) 및 와인딩기의 제어부의 메모리에 미리 격납된 제1 코일 요소(121)의 변(121h)의 길이(평각 선재(170)의 중앙간의 거리로 한다)(a), 평각 선재(170)의 폭(b), 와인딩 헤드(200)의 직경(r)으로부터 다음 식(1)로 구해진다.

F＝(L1－a)／2＋(b＋r) … (1)

또한, 도 10(h)에 도시하는 바와같이, 제1 코일 요소(121)는 와인딩 헤드(100)로부터 떨어지고, 도 10(h)의 화살표 H로 표시하는 방향으로 제2 코일 요소(122)까지 접근한다. 따라서, 제1 코일 요소(121)가 와인딩 헤드(100)로부터 상측으로 떨어지도록 제1 코일 요소(121)를 상승시키는 기구를 구비하는 것이 바람직하다.

이어서, 도 10(i)에 도시하는 바와같이, 통상의 선재 이송량으로 평각 선재(170)를 송출하고, 제2 코일 요소(122)가 도 10(i)에 도시한 상태로부터 1／4둘레(90도) 더 감겨져 도 10(j)에 도시한 상태가 되기까지 와인딩함으로써, 제2 코일 요소(122)의 형성이 완료하고, 양 코일 요소(121와 122)의 와인딩이 완료하고, 본 실시 형태의 리액터 코일(12)이 성형되어 완성된다. 이와 같이, 본 실시 형태의 리액터 코일(12)의 성형 방법의 큰 특징의 하나인 제1 코일 요소(121)와 제2 코일 요소(122)의 연결 부분 근방의 제2 코일 요소(122)측의 오프셋 부분(123)을 여유 길이 부분으로 하여 오프셋 감기하고 있으므로, 선재 이송 오차의 누적을 해소할 수 있다. 또한, 오프셋 감기되는 부분은, 선재 이송 오차의 누적을 해소하는 점에서는 제1 코일 요소(121)와 제2 코일 요소(122)의 연결 부분 근방의 제2 코일 요소(122)측의 오프셋 부분(123)이 가장 효과를 기대할 수 있는데, 특별히 한정되는 것은 아니고, 제1 코일 요소(121)측이나 제2 코일 요소(122)측의 임의의 부분이어도 된다.

또한, 리액터 코일(12)의 완성 상태에 있어서, 제1 코일 요소(121)의 단 부(121a)(평각 선재(170)의 선단(170f))와 제2 코일 요소(122)의 단부(122a)(평각 선재(170)의 종단(170b))는, 도 10(j)에 도시하는 바와같이, 동일 방향으로 연신한 상태가 된다. 또한, 양 코일 요소(121와 122)로 이루어지는 완성된 리액터 코일(12)을 와인딩 헤드(200)로부터 떼어낼 필요가 있는데, 이를 위해 양 코일 요소(121와 122)를 와인딩 헤드(200)로부터 상측으로 떨어지도록 상승시키는 기구를 구비하는 것이 바람직하다.

이상의 성형 방법에 의해, 도 7에 도시한 것처럼, 선재 이송 오차의 누적을 해소한 되접기 부분을 포함하지 않는 리액터 코일(12)을 얻을 수 있다. 즉, 본 실시 형태의 리액터 코일(12)의 성형 방법에서는, 형성한 각각의 코일 요소(121, 122)의 자세가 이미 도 7의 상태로 되어 있으므로, 대략 링 형상의 리액터 코어(9)의 2군데의 직선부를 확실하게 삽입할 수 있어, 양 코일 요소(121, 122)의 용접(접속) 공정 혹은 되접기 공정을 생략 할 수 있다.

이와 같이, 본 실시 형태의 리액터 코일(12) 및 그 성형 방법에서는, 양 코일 요소(121와 122)의 배열이 고정밀도로 되는 연결의 방법에 특징이 있다. 전술한 제1의 종래예의 코일에서는, 연락용 터미널이나 용접부라는 코일의 와인딩 부분이 아니라, 연결을 위해서만의 부재나 부분이 필요했다. 또, 전술한 제2의 종래 예의 코일에서도, 되접기 부분이라는 코일의 와인딩 부분이 아니라, 연결을 위해서만의 부분이 필요했다. 이에 대해, 본 실시 형태의 리액터 코일(12) 및 그 성형 방법에서는, 도 7에 도시하는 바와같이, 제1 코일 요소(121)의 와인딩 부분이 그대로 90도 꺽어구부러져 제2 코일 요소(122)의 와인딩 부분에서 오프 셋 감기되어 연 결되는 구성으로 되어 있고, 선재 이송 오차의 누적이 해소되어, 연결을 위해만의 부재나 부분이 없이, 전혀 헛된 것이 없는 획기적인 구성, 환언하면, 절곡하는 부분 이외는 제1 코일 요소(121)의 일부 또는 제2 코일 요소(122)의 일부(인덕턴스를 일으키는 코일로서 기능하는 부분)로 되어 있다.

이상, 본 발명에 대해 실시의 형태에 의거해 설명했는데, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 특허 청구의 범위의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경할 수 있다.

본 발명은, 1개의 평각선이 에지와이즈형상으로 각형상으로 감김으로써 각통 형상으로 적층되어 적어도 제1 및 제2의 코일 요소가 병렬 상태로 배열된 상태이고, 또한, 상호 감김 방향이 반대로 되도록 연속하여 형성되는 코일이면, 리액터의 코일에 한정되지 않고, 트랜스 등, 다른 전자 부품의 코일에도 넓게 적용 가능하다.

Claims

삭제
1개의 평각 선재가 에지와이즈형상으로 각형상으로 감김으로써 각통 형상으로 적층되어 적어도 제1 및 제2의 코일 요소가 병렬 상태로 배열된 상태이고, 또한, 상호 감김 방향이 반대가 되도록 연속하여 형성되는 코일의 성형 방법으로서, 제1의 와인딩 헤드(winding head)와 상기 제1의 와인딩 헤드와 소정의 간격만큼 이간되어 설치된 제2의 와인딩 헤드를 이용해 상기 1개의 평각 선재로부터 제1 및 제2의 코일 요소를 연속하여 형성하는 코일의 성형 방법에 있어서,

제1 코일 요소와 제2 코일 요소의 와인딩에 필요한 길이의 평각 선재를 준비하고, 상기 평각 선재를 제2의 와인딩 헤드측으로부터 제1의 와인딩 헤드측으로 보내 제1의 와인딩 헤드에 세트하고, 상기 평각 선재의 선단이 소정 길이 제1의 와인딩 헤드로부터 돌출된 상태로 설정하는 평각 선재의 제1 이송 공정과,

상기 제1의 와인딩 헤드를 이용해서 제1 코일 요소의 소정의 와인딩수까지 상기 평각 선재를 와인딩하여 제1 코일 요소를 형성하는 제1 코일 요소의 와인딩 공정과, 선단에 제1 코일 요소가 형성된 상기 평각 선재를 다시 제2의 와인딩 헤드측으로부터 제1의 와인딩 헤드측으로 보내는 평각 선재의 제2 이송 공정과,

제1 코일 요소의 전체를 절곡함으로써, 상기 제1 코일 요소를 소정의 자세 상태로 설정하는 제1 코일 요소의 포밍(forming) 공정과,

제2 코일 요소의 와인딩분을 확보하기 위해서 제2의 와인딩 헤드측으로부터 제1의 와인딩 헤드측으로 상기 평각 선재를 더 송출하는 평각 선재의 제3 이송 공정과,

제2의 와인딩 헤드를 이용해서 제2 코일 요소의 소정의 와인딩수까지 상기 평각 선재를 와인딩하여 제2 코일 요소를 형성하는 제2 코일 요소의 와인딩 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 코일의 성형 방법.
청구항 2에 있어서,

상기 평각 선재의 제2 이송 공정에서는, 제1 코일 요소와 제2 코일 요소의 간격을 확보하기 위해서 소정의 코일 간격 길이만큼 여분으로 상기 평각 선재를 보내도록 하는 것을 특징으로 하는 코일의 성형 방법.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,

상기 평각 선재의 제3 이송 공정은, 평각 선재를 소정의 길이만큼 밀어낸 다음에 상기 평각 선재를 절단하고, 이에 따라 형성되는 평각 선재의 종단이 제2 코일 요소의 단부를 구성하도록 하는 평각 선재의 절단 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 코일의 성형 방법.
삭제
1개의 평각 선재가 에지와이즈형상으로 각형상으로 감김으로써 각통 형상으로 적층되어, 적어도 제1 및 제2의 코일 요소가 병렬 상태이고, 또한, 상호 감김 방향이 반대가 되도록 연속하여 형성되는 코일의 성형 방법으로서, 제1의 와인딩 헤드와 상기 제1의 와인딩 헤드와 소정의 간격만큼 이간되어 설치된 제2의 와인딩 헤드를 이용해서 상기 1개의 평각 선재로부터 상기 제1 및 상기 제2의 코일 요소를 연속하여 형성하는 코일의 성형 방법에 있어서,

상기 제1의 코일 요소와 상기 제2의 코일 요소의 와인딩에 필요한 길이의 상기 평각 선재를 준비하고, 상기 평각 선재를 상기 제2의 와인딩 헤드측으로부터 상기 제1의 와인딩 헤드측으로 보내 상기 제1의 와인딩 헤드에 세트하고, 상기 평각 선재의 선단이 상기 제1의 와인딩 헤드로부터 소정 길이 돌출된 상태로 설정하는 평각 선재의 제1 이송 공정과,

상기 제1의 와인딩 헤드를 이용해서 상기 제1의 코일 요소의 소정의 와인딩수까지 상기 평각 선재를 와인딩하여 상기 제1의 코일 요소를 형성하는 제1의 코일 요소의 와인딩 공정과,

선단에 상기 제1의 코일 요소가 형성된 상기 평각 선재를 다시 상기 제2의 와인딩 헤드측으로부터 상기 제1의 와인딩 헤드측으로 보내는 평각 선재의 제2 이송 공정과,

상기 제1의 코일 요소의 전체를 절곡함으로써, 상기 제1의 코일 요소를 소정의 자세 상태로 설정하는 제1의 코일 요소의 포밍 공정과,

상기 제2의 코일 요소의 와인딩분을 확보하기 위해 상기 제2의 와인딩 헤드측으로부터 상기 제1의 와인딩 헤드측으로 상기 평각 선재를 더 송출하는 평각 선재의 제3 이송 공정과,

상기 제2의 와인딩 헤드를 이용해서 상기 제2의 코일 요소의 소정의 와인딩 수가 되기 전까지 상기 평각 선재를 와인딩하고, 감기 도중의 상기 제2의 코일 요소와 상기 제1의 코일 요소의 위치 관계를 측정하여 오프셋량을 구하고, 상기 오프셋량에 의거하여 상기 평각 선재를 오프셋 감기하여 상기 제2의 코일 요소를 형성하는 제2의 코일 요소의 와인딩 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 코일의 성형 방법.
청구항 6에 있어서,

상기 평각 선재의 제2 이송 공정에서는, 상기 제1의 코일 요소와 상기 제2 코일 요소의 간격을 확보하기 위해서 소정의 코일 간격 길이만큼 여분으로 상기 평각 선재를 보내는 것을 특징으로 하는 코일의 성형 방법.
청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,

상기 제2의 코일 요소의 와인딩 공정에서는, 상기 제1의 코일 요소와 상기 제2의 코일 요소의 축심간의 거리를 소정 길이로서 확보할 수 있도록 상기 오프셋량을 구하는 것을 특징으로 하는 코일의 성형 방법.