KR20140098777A

KR20140098777A - 코일, 리액터 및 코일의 형성 방법

Info

Publication number: KR20140098777A
Application number: KR1020147015553A
Authority: KR
Inventors: 카즈유키 오노
Original assignee: 엔이씨 도낀 가부시끼가이샤
Priority date: 2011-12-07
Filing date: 2012-10-24
Publication date: 2014-08-08
Also published as: JP6101208B2; DE112012005124T5; JPWO2013084609A1; US20140347156A1; TW201333993A; WO2013084609A1; CA2857206A1

Abstract

본 발명은, 내측 인출부(132)에 인접한 내측 여유부(134)를 포일밴드 도전체(100)으로 이루어지는 도전 부재(120)의 최내측단부로서 설치하고, 코일의 권회시에 있어서는 그 내측 여유부(134)를 보빈(30)에 유지시키는 것으로 했기 때문에, 코일의 권회시에 포일밴드 도전체(100)(도전 부재(120))와 절연 세퍼레이터(160) 간의 위치 엇갈림 등의 발생을 억제할 수가 있다.

Description

코일, 리액터 및 코일의 형성 방법{COIL, REACTOR, AND COIL FORMATION METHOD}

본 발명은, 포일밴드(foil band) 도전체로 이루어지는 코일에 관한 것으로서, 그 코일을 구비하는 동시에 전원 회로에 이용되는 리액터에 관한 것이다.

특허 문헌 1에는, 포일밴드 도전체로 이루어지는 코일에 있어서의 인출(引出)부(리드선, lead wire)의 형성법이 개시되어 있다. 특허 문헌 1의 인출부는, 포일밴드 도전체에 슬릿을 넣지 않고 절곡(折曲) 가공만으로 형성되어 있다.

일본 실개평 6－86312호 공보

실제로 코일을 제작할 때에는, 포일밴드 도전체를 절연 세퍼레이터와 함께 감지만, 특허 문헌 1의 개시에 근거하여 코일을 제작하고자 하면, 절연 세퍼레이터와 포일밴드 도전체의 위치 어긋남, 특히 감기 개시에 있어서의 위치 어긋남이 생길 가능성이 있다.

따라서, 본 발명은, 절연 세퍼레이터와 포일밴드 도전체의 감기 개시에 있어서의 위치 어긋남을 억제하여 이루어지는 코일 및 그것을 이용한 리액터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 하나의 측면은, 포일밴드(foil band) 도전체를 접어 구부려 형성하여 이루어지는 도전 부재로서 내측단부 및 외측단부의 2개의 단부(端部)를 가지고 또한 상기 내측단부와 상기 외측단부의 사이에 위치하는 코일 주부(主部)를 가지는 도전 부재를 절연 세퍼레이터와 함께 감아 이루어지는 코일로서,

상기 내측단부가 상기 코일의 중심측에 위치하는 동시에 상기 외측단부가 상기 코일의 최(最)외주측에 위치하고 있고,

상기 내측단부는, 내측 인출(引出)부와, 해당 내측 인출부와 상기 코일 주부와의 사이에 위치하는 내측 여유부(margin part)이며 상기 코일의 주회 방향에 있어서 소정 사이즈를 갖도록 되접어 꺽여 상기 도전 부재의 상기 주회 방향에 있어서의 최(最)내측단부를 구성하는 내측 여유부를 가지고 있으며,

상기 외측단부는, 외측 인출부를 가지고 있고,

상기 내측 인출부 및 상기 외측 인출부는, 상기 주회 방향과 교차하는 상기 코일의 감김축(권축, 卷軸) 방향에 있어서 상기 코일 주부로부터 돌출되어 있는

코일을 제공한다.

또, 본 발명의 다른 측면은,

포일밴드 도전체의 길이방향의 일단 및 그 근방을 접어 구부려 가공함으로써, 상기 포일밴드 도전체의 폭방향에 있어서 상기 포일밴드 도전체의 에지로부터 돌출되어 있는 내측 인출부와, 후(後) 공정에 있어서 감겨 코일 주부가 되는 상기 포일밴드 도전체의 주부와 상기 내측 인출부와의 사이에 위치하고 또한 상기 길이방향에 있어서 소정 사이즈를 가지도록 되접어 꺾임으로써 코일의 가장 중심측의 단부가 되는 내측 여유부를 구성하는 구성 단계와,

보빈에 상기 내측 여유부를 유지시킨 상태로 상기 포일밴드 도전체를 절연 세퍼레이터와 함께 감는 권회(捲回) 단계

를 구비하는 코일의 형성 방법을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 측면은, 알루미늄 박(箔)으로 이루어지는 도전 부재를 절연 세퍼레이터와 함께 감아 이루어지는 코일로서, 상기 도전 부재의 일단측으로부터 인출된 내측 인출부와 상기 도전 부재의 타단측으로부터 인출된 외측 인출부를 가지는 코일과, 내측 단자 및 외측 단자와, 상기 내측 인출부 및 상기 외측 인출부와 상기 내측 단자 및 상기 외측 단자를 각각 전기적으로 접속하는 내측 알루미늄 핀 및 외측 알루미늄 핀을 구비하는 리액터의 제조 방법으로서,

복수의 뿔체(錐體)로 이루어지는 집합체를 베이스로 한 형상을 가지는 가압부로서 직각 및 예각(銳角)의 모서리부(角部)를 포함하지 않는 외주 형상을 가지는 가압부를 포함하는 가압 부재를 이용하여, 상기 내측 인출부 및 상기 외측 인출부를 상기 내측 알루미늄 핀 및 상기 외측 알루미늄 핀에 대해서 각각 초음파 용접하는

리액터의 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 측면은, 상술한 리액터의 제조 방법으로서,

상기 가압부는, 사각형의 모서리부를 모따기하거나 둥글게 하여 얻어지는 외주 형상을 가지고 있는

리액터의 제조 방법을 제공한다.

본 발명에 의하면, 내측 인출부에 인접한 내측 여유부를 포일밴드 도전체로 이루어지는 도전 부재의 최(最)내측단부로서 설치하고, 코일의 권회(卷回) 시에 있어서는 그 내측 여유부를 보빈 등에 유지시키거나 고정하는 것으로 했기 때문에, 코일의 권회 시에 포일밴드 도전체(도전 부재)와 절연 세퍼레이터와의 위치 어긋남 등의 발생을 억제할 수가 있다.

첨부한 도면을 참조하면서 하기의 최선의 실시 형태의 설명을 검토함으로써, 본 발명의 목적이 올바르게 이해되고, 또한 그 구성에 대해 보다 완전하게 이해될 것이다.

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 따른 리액터를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는, 도 1의 리액터에 사용되어 있는 코일을 나타내는 사시도이다.
도 3은, 도 2의 코일의 재료인 도전 부재를 나타내는 도면이다.
도 4는, 도 2의 코일의 형성의 공정을 나타내는 도면이다.
도 5는, 도 4에 이어지는 공정을 나타내는 도면이다.
도 6은, 도 5에 이어지는 공정을 나타내는 도면이다.
도 7은, 도 6에 이어지는 공정을 나타내는 도면이다.
도 8은, 도 7에 이어지는 공정을 나타내는 도면이다.
도 9는, 도 8에 이어지는 공정을 나타내는 도면이다.
도 10은, 도 9의 공정의 결과로서 얻어진 포일밴드 도전체(도전 부재)를 나타내는 도면이다.
도 11은, 도 10의 포일밴드 도전체(도전 부재)가 약간 열린 상태를 나타내는 도면이다.
도 12는, 도 10의 포일밴드 도전체(도전 부재)와 절연 세퍼레이터와의 관계를 나타내는 도면이다.
도 13은, 도 10의 포일밴드 도전체(도전 부재)와 절연 세퍼레이터에 의해 도 2의 코일을 형성하는 공정을 나타내는 도면이다.
도 14는, 도 13에 이어지는 공정을 나타내는 도면이다.
도 15는, 도 14에 이어지는 공정을 나타내는 도면이다.
도 16은, 도 15에 이어지는 공정을 나타내는 도면이다.
도 17은, 도 16에 이어지는 공정을 나타내는 도면이다.
도 18은, 도 1의 코일의 내측 인출부 또는 외측 인출부에 단자를 부착한 상태를 감김축 방향을 따라 본 경우의 도면이다. 여기서, 코일의 다른 부분은 생략 되어 있다.
도 19는, 도 18의 단자와 그 근방을 XIX--XIX선을 따라 나타내는 단면도이다.
도 20은, 도 18의 단자와 그 근방의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 21은, 도 18의 단자와 그 근방의 다른 변형예를 나타내는 도면이다.
도 22는, 도 18의 단자와 그 근방의 또 다른 변형예를 나타내는 도면이다.
도 23은, 도 22의 단자와 그 근방을 XXIII--XXIII선을 따라 나타내는 단면도이다.
도 24는, 도 22의 단자와 그 근방을 나타내는 정면도이다.
도 25는, 초음파 용접에 이용하는 가압 부재를 나타내는 사시도이다.
도 26은, 도 25의 가압 부재를 나타내는 정면도이다.
도 27은, 도 3의 도전 부재의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 28은, 도 3의 내측 인출부의 변형예를 나타내는 도면이다. 도시된 변형예에 따른 내측 인출부는, 도 3의 내측 인출부와는 다른 접는 방법으로 형성되어 있다.
도 29는, 도 28의 변형예에 따른 내측 인출부의 형성 방법을 나타내는 도면이다.
도 30은, 절연 세퍼레이터의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 3은, 절연 세퍼레이터의 다른 변형예를 나타내는 도면이다.
도 32는, 절연 세퍼레이터의 다른 변형예를 나타내는 도면이다.

본 발명에 대해서는 다양한 변형이나 여러 가지 형태에 의해 실현되는 것이 가능하지만, 그 일례로서 도면에 나타내는 것과 같은 특정의 실시 형태에 대하여, 이하에 상세하게 설명한다. 도면 및 실시 형태는, 본 발명을 여기에 개시한 특정의 형태로 한정하는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에 명시되어 있는 범위 내에 있어서 이루어지는 모든 변형예, 균등물, 대체예를 그 대상에 포함하는 것으로 한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 의한 리액터(10)는 2개의 코일(1)과 자성 코어(5)를 구비하고 있다. 본 실시 형태에 의한 리액터(10)는, 중형 내지 소형의 자성 코어와 조합한(에너지 절약) 전력 변환 용도 및 로패스 필터(low pass filter) 용도의 코일(線輪) 부품으로서 적응이 가능하다. 보다 구체적으로는, 본 실시 형태에 의한 리액터(10)는, 고주파 스위칭의 승압(昇壓), 고압 컨버터 내에서 에너지 축적용 리액터로서 활용 가능하다. 또, 본 실시 형태에 의한 리액터(10)는 대(大)전류 컨버터나 인버터의 고조파 필터(로패스 필터)에 포함되는 교류 리액터(ACL)나 직류 리액터(DCL)로서 활용 가능하다. 또, 본 실시 형태에 의한 리액터(10)는, 복사 전도 노이즈 대책의 영상(零相) 부품 혹은 대전류 트랜스포머로서 활용 가능하다. 또, 본 실시 형태에 의한 리액터(10)는, 전자조리기 등에 있어서의 발열 부하측의 전자 유도 코일로서 활용 가능하다. 나아가서, 본 실시 형태에 의한 리액터(10)는, 광역의 공간 심도(深度)로 전력 전송(傳搬)시키기 위한 비접촉 충전용도의 전자 유도 코일로서 활용 가능하다. 실 사용시에 있어서는, 도시된 상태의 리액터(10)에 대해서 단자(후술)를 부착하거나 전체를 케이스에 넣거나 하는 것으로 해도 좋다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 코일(1)은, 이른바 포일 코일(foil coil)이며, 내측 인출부(132) 및 외측 인출부(142)를 코일(1)의 감김축 방향으로 돌출시켜 이루어지는 것이다. 이하, 주로, 이 코일(1)의 구조 및 형성 방법에 대해서 설명한다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 코일(1)은, 포일밴드 도전체(100)(도 4 참조)를 접어 구부려 형성하여 이루어지는 도전 부재(120)(도 3 참조)를 절연 세퍼레이터(160)와 함께 감아 이루어지는 것이다(도 2 참조). 본 실시 형태에 의한 포일밴드 도전체(100)는, 알루미늄 박으로 이루어지는 것이다. 또한 도 2 내지 도 4로부터 이해되는 바와 같이, 코일(1)에 있어서의 감김축 방향은 포일밴드 도전체(100)의 폭방향이며, 코일(1)에 있어서의 주회(周回) 방향은 감겨진 포일밴드 도전체(100)의 길이 방향이다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 도전 부재(120)는, 내측 단부(130) 및 외측 단부(140)의 2개의 단부와, 내측 단부(130)와 외측 단부(140)의 사이에 위치하는 코일 주부(主部)(150)를 가지고 있다. 내측 단부(130)는 코일(1)의 중심 측에 위치하는 쪽의 단부이며, 외측 단부(140)는 코일(1)의 최외주(最外周) 측에 위치하는 부위이다. 또한, 실제의 코일(1)의 형성 공정에 있어서는, 도 3에 나타내는 것과 같은 도전 부재(120)를 제작하고 나서, 그 도전 부재(120)를 감는 것이 아니라, 후술 하는 바와 같이 외측 단부(140)의 형성을 도전 부재(120)(포일밴드 도전체(100))의 권회 후에 행하지만, 제작된 코일(1)의 구조에 차이가 있는 것은 아니기 때문에, 이해를 용이하게 하기 위하여, 도전 부재(120)의 각 부위의 구조 및 위치 관계에 대해서는 도 3을 이용하여 설명한다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 내측 단부(130)는, 내측 인출부(132)와, 내측 여유부(134)를 가지고 있다. 내측 인출부(132)는, 포일밴드 도전체(100)의 폭방향에 있어서 포일밴드 도전체(100)의 엣지(102)로부터 돌출되어 있다. 즉, 내측 인출부(132)는, 코일(1)의 감김축 방향에 있어서 코일 주부(150)로부터 돌출되어 있다. 도 3에 부가하여 도 10 및 도 11도 참조하면, 내측 여유부(134)는, 내측 인출부(132)와 코일 주부(150)의 사이에 위치하고 있으며, 포일밴드 도전체(100)의 길이 방향(즉, 코일(1)의 주회 방향)에 있어서 소정 사이즈(W1)를 가지도록 되접어 꺾여, 포일밴드 도전체(100)의 길이 방향에 있어서 도전 부재(120)의 단부를 구성하고 있다. 즉, 도전 부재(120)가 감긴 상태에서는, 내측 여유부(134)는, 코일(1)의 주회 방향에 있어서의 도전 부재(120)의 최(最)내측 단부를 구성하고 있다. 또한, 도 3으로부터 이해되는 바와 같이, 내측 여유부(134)는, 포일밴드 도전체(100)의 폭방향에 있어서 포일밴드 도전체(100)의 엣지(102)로부터 돌출되어 있지 않다. 즉, 내측 여유부(134)는, 코일(1)의 감김축 방향에 있어서 코일 주부(150)로부터 돌출되어 있지 않다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태에 의한 외측 단부(140)는, 외측 인출부(142)와, 외측 여유부(144)를 가지고 있다. 외측 인출부(142)는, 내측 인출부(132)와 마찬가지로, 코일(1)의 감김축 방향에 있어서 코일 주부(150)로부터 돌출되어 있다. 또, 외측 여유부(144)는, 내측 여유부(134)와 마찬가지로, 외측 인출부(142)와 코일 주부(150)의 사이에 위치하고 있으며, 포일밴드 도전체(100)의 길이 방향에 있어서 되접어 꺾여 도전 부재(120)의 단부(端部)를 구성하고 있다. 즉, 도전 부재(120)가 감긴 상태에서는, 외측 여유부(144)는, 코일(1)의 주회 방향에 있어서의 도전 부재(120)의 최외단부를 구성하고 있다. 또한, 도 3으로부터 이해되는 바와 같이, 외측 여유부(144)는, 포일밴드 도전체(100)의 폭방향에 있어서 포일밴드 도전체(100)의 엣지(102)로부터 돌출되어 있지 않다. 즉, 외측 여유부(144)는, 코일(1)의 감김축 방향에 있어서 코일 주부(150)로부터 돌출되어 있지 않다.

이하, 도 4 내지 도 11을 이용하여 내측 단부(130)의 형성 방법에 대해 설명하고, 계속해서, 그 내측 단부(130)를 가지는 포일밴드 도전체(100)(도전 부재(120))를 이용하여 코일(1)을 형성하는 방법에 대해 설명한다.

우선, 도 4에 나타나는 포일밴드 도전체(100)의 포일밴드 도전체(100)의 길이 방향의 일단(104)을 도 5에 나타내는 바와 같이 길이 방향에 있어서의 포일밴드 도전체(100)의 타단(106) 측으로 되접어 꺾는다.

그 다음에, 도 6에 나타낸 바와 같이, 되접어 꺾은 부분(110)을 소정 사이즈(W1)만큼 남기도록 하고, 일단(104)을 폭방향에 있어서 포일밴드 도전체(100)의 엣지(102)로부터 비어져 나오도록 하여 접어 구부려, 소정 사이즈(W1)를 가지는 내측 여유부(134)를 구성하면서 절곡(折曲)부(115)를 구성한다. 이것으로부터 이해되는 바와 같이, 절곡부(115)는, 포일밴드 도전체(100)의 일부가 삼각형상으로 이중으로 겹친 중복 부분을 가지고 있다. 상세하게는, 본 실시 형태에 의한 절곡부(115)는, 직각 이등변 삼각형상의 중복 부분을 가지고 있다.

다음에, 이 절곡부(115)를 접어 구부려, 내측 인출부(132)를 형성한다. 보다 구체적으로는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 소정의 지름을 가지는 권심(코어, 券芯)(20)에 절곡부(115)를 감아 붙인 후, 도 8에 나타낸 바와 같이, 권심(20)을 뽑고, 둥글게 된 절곡부(115)를 프레스함으로써, 도 9에 나타낸 바와 같이, 포일밴드 도전체(100)의 폭방향에 있어서 포일밴드 도전체(100)의 엣지(102)로부터 돌출하는 내측 인출부(132)를 형성한다.

여기서, 포일밴드 도전체(100)로서는, 도체 박(箔)의 부드러움에 따른 제조 공정상의 취급용이성과 도전율의 향상을 고려하여, 순도 99.99%로부터 99.3%의 순(純)알루미늄 박을 어닐링한 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 또, 내측 인출부(132)의 층수(포일밴드 도전체(100)의 일부가 여러 겹 겹쳐져 있는지)는, 후의 권회(卷回) 공정을 고려하면, 두께가 150미크론 정도까지의 포일밴드의 경우에는 5층 내지 7층인 것이 바람직하다. 한편, 두께가 150미크론보다 두껍고 또한 300미크론 정도까지의 포일밴드의 경우에는, 내측 인출부(132)의 층수는, 4층 이하로 하는 것이 바람직하다. 또, 내측 여유부(134)의 소정 사이즈(W1)는, 내측 인출부(132)의 주회 방향에 있어서의 사이즈(W2)의 0.1배 이상 15배 이하인 것이 바람직하다. 특히, 후술하는 권회 공정에 있어서 위치 어긋남 방지 효과를 얻기 위해서는, 소정 사이즈(W1)는, 사이즈(W2)의 0.5배 이상 5배 이하인 것이 바람직하다.

이와 같이 하여, 도 10 및 도 11에 나타내는 것과 같은 내측 단부(130)를 구성한 후, 포일밴드 도전체(100)를 절연 세퍼레이터(160)와 함께 감는다. 여기서, 감겨진 포일밴드 도전체(100)의 층간에서의 쇼트 등을 피하기 위해서, 포일밴드 도전체(100)의 엣지(102)를 절연 보호할 필요가 있으므로, 엣지(102)와 절연 세퍼레이터(160)의 엣지 간의 차(D)는, 50㎛~10mm인 것이 바람직하고, 2~3mm인 것이 보다 바람직하다. 또한, 엣지(102) 보호를 위해서, 엣지(102)를 덮도록 절연 세퍼레이터(160)를 접어 구부리는 것으로 해도 무방하다. 이 경우, 접어 구부리기 전의 상태에 있어서, 차(D)가 2~10mm인 것이 바람직하고, 2~3mm인 것이 보다 바람직하다. 또, 절연 세퍼레이터(160)로서 이용되는 절연지(絶緣紙)로서는, 40~80㎛의 두께를 가지는 것이 바람직하다. 40㎛보다 얇으면 절연성을 확보하는 것이 곤란하게 되는 한편, 80㎛보다 두꺼우면 코일(1)의 소형화를 확보하기 어렵기 때문이다.

본 실시 형태에 의한 권회 공정에 있어서는, 도 13에 나타낸 바와 같이, 2개의 분할 보빈(32, 34)으로 이루어지는 보빈(30)을 이용하는 것으로 한다. 상세하게는, 도 13 및 도 14로부터 이해되는 바와 같이, 2개의 분할 보빈(32, 34)에 의해 내측 여유부(134)와 절연 세퍼레이터(160)의 단부를 끼워 넣어 유지한다. 이때, 내측 인출부(132)는 보빈(30)에는 직접 접해 있지 않고, 내측 인출부(132)와 보빈(30)의 사이에는 코일 주부(150)가 되는 포일밴드 도전체(100)의 주부(108)가 개재하고 있다. 이와 같이 하면, 권회시에 내측 인출부(132)의 두께가 문제가 될 확률을 낮출 수가 있다. 단, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 내측 인출부(132)를 내측으로 하여 보빈(30)에 직접 접촉시켜도 좋다. 또, 절연 세퍼레이터(160)를 그 길이 방향에 있어서 접어 꺾음으로써, 절연 세퍼레이터(160)에 의해 내측 여유부(134)를 끼워 넣은 상태로, 보빈(30)에 유지시켜도 무방하다. 즉, 보빈(30)에 유지된 부분은, 절연 세퍼레이터(160), 내측 여유부(134), 절연 세퍼레이터(160)의 순으로 겹쳐져 있다. 게다가, 이 경우에 있어서, 내측 인출부(132)의 내측으로 되접어 꺾은 절연 세퍼레이터(160)가 위치하고 있어도 좋다.

그 다음에, 도 15에 나타낸 바와 같이, 포일밴드 도전체(100)를 절연 세퍼레이터(160)와 함께 보빈(30)에 감는다. 이때, 상술한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 2개의 분할 보빈(32, 34)에 의해 내측 여유부(134)와 절연 세퍼레이터(160)의 단부를 끼워 넣어 유지하고 있고 있기 때문에, 권회 시에 포일밴드 도전체(100)(도전 부재(120))와 절연 세퍼레이터(160)가 어긋나버리는 것을 방지할 수가 있다. 또한, 절연 세퍼레이터(160)의 단부를 분할 보빈(32, 34)에 의해 끼워 넣지 않고 내측 여유부(134)만을 분할 보빈(32, 34)에 의해 끼워 넣는 것으로 해도, 포일밴드 도전체(100)로 이루어지는 도전 부재(120)의 어긋남 방지 효과를 얻을 수 있지만, 보다 효과적으로 어긋남을 방지하기 위해서는, 상술한 바와 같이 2개의 분할 보빈(32, 34)에 의해 내측 여유부(134)와 절연 세퍼레이터(160)의 단부를 끼워넣어 유지하면서 포일밴드 도전체(100)를 절연 세퍼레이터(160)와 함께 감는 것이 바람직하다.

그 후, 도 16에 나타낸 바와 같이, 외측 단부(140)를 구성한다. 외측 단부(140)의 형성 방법은, 내측 단부(130)의 형성 방법과 동일하다. 상세하게는, 도 15 및 도 16으로부터 이해되는 바와 같이, 포일밴드 도전체(100)의 타단(106)을 일단(104) 측으로 되접어 꺾은 후, 되접어 꺾은 부분을 조금 남기면서 타단(106)을 폭방향(감김축 방향)에 있어서 포일밴드 도전체(100)의 엣지(102)로부터 비어져 나오도록 하여 접어 구부림으로써, 코일(1)의 가장 외주측의 단부가 되는 외측 여유부(144)를 구성하면서 외측 절곡부를 구성하고, 외측 절곡부를 더욱더 접어 구부려 외측 인출부(142)를 구성한다.

그 후, 절연 세퍼레이터(160)를 2바퀴(周)정도 더 감아, 도 17에 나타내는 바와 같은 코일(1)을 얻는다. 이때, 도전 부재(120)의 최외단부가 외측 인출부(142)는 아니고 외측 여유부(144)이기 때문에, 외측 인출부(142)의 양측에 위치하는 외측 여유부(144)와 코일 주부(150)가 절연 세퍼레이터(160)에 의해 내주측에 꽉 눌리게 되어, 외측 여유부(144)와 코일 주부(150)에 끼워진 외측 인출부(142)의 위치도 안정되게 된다.

그 후, 분할 보빈(34)를 휘게 하여 분할 보빈(32) 내로 밀어넣음으로써, 분할 보빈(32)과 분할 보빈(34)을 나누어, 양자를 뽑아 제거함으로써, 도 2에 나타내는 바와 같은 공심(空芯) 코일(코일(1))을 얻는다.

이와 같이 하여 얻어진 코일(1)의 내측 인출부(132) 및 외측 인출부(142)에는, 도 18 및 도 19에 나타낸 바와 같이, 외부 단자로서 알루미늄 이외의 도전체로 이루어지는 단자(내측 단자, 외측 단자)(300)가 부착된다. 본 실시 형태에 있어서의 단자(300)는, 놋쇠(眞鍮)의 부재에 구리 도금 및 주석 도금을 행하여 이루어지는 것이다. 본 실시 형태에 있어서는, 내측 인출부(132) 또는 외측 인출부(142)와 단자(300)는, 내측 인출부(132) 또는 외측 인출부(142)와 단자(300)와의 사이에 수지판(내측 수지판, 외측 수지판)(310)을 개재시킨 상태로 내측 인출부(132) 또는 외측 인출부(142)와 단자(300)와 수지판(내측 수지판, 외측 수지판)(310)을 관통하는 알루미늄 핀(내측 알루미늄 핀, 외측 알루미늄 핀)(320)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 보다 구체적으로는, 본 실시 형태에 있어서는, 알루미늄 핀(320)을 단자(300), 수지판(310), 알루미늄 링(330), 내측 인출부(132) 또는 외측 인출부(142), 알루미늄 링(330)의 순서로 통과하여, 알루미늄 핀(320)의 핀 헤드(322)를 단자(300)에 꽉 누른 상태로 알루미늄 핀(320)의 선단을 찌그러뜨려 핀 플랜지부(crushed sections, 324)를 형성하여 알루미늄 핀(320)을 고정한다. 수지판(310)을 개재시킴으로써, 알루미늄 핀(320)과 재료가 다른 단자(300)와의 접합 부분을 수지판(310)으로 부분적으로 보호할 수 있기 때문에, 그 접합 부분에 있어서의 부식의 발생을 억제할 수가 있다. 여기서, 수지판(310)은, 임의의 형상으로 할 수가 있고, 또한, 단자대(端子台)로서 이용할 수도 있다. 또한, 한층 더 부식 발생을 억제하는 관점에서, 도 20에 나타낸 바와 같이, 핀 헤드(322)와 단자(300)의 접합 부분을 수지(340)에 의해 덮는 것으로 해도 좋다. 또한, 한층 더 부식 발생을 방지하는 관점에서, 도 21에 나타낸 바와 같이, 수지판(310)의 핀 플랜지부(324) 측의 부위, 즉, 내측 인출부(132) 또는 외측 인출부(142)와 알루미늄 링(330)과 핀 플랜지부(324)를 수지(342)에 의해 덮는 것으로 해도 좋다. 더욱이, 수지판(310) 대신에 접착제 등의 수지에 의해, 알루미늄 핀(320)이나 다른 알루미늄재와 단자(300)와의 접합 부분을 덮는 것으로 해도 무방하다.

덧붙여, 높은 접촉 신뢰성을 확보하기 위해, 도 22 내지 도 24에 나타낸 바와 같이, 내측 인출부(132a) 및 외측 인출부(142a)를 알루미늄 핀(320)에 대해서 초음파 용접하는 것으로 해도 좋다. 상세하게는, 내측 인출부(132a) 및 외측 인출부(142a)는, 상술한 내측 인출부(132) 및 외측 인출부(142)(도 18 및 도 19 참조)보다 긴 것이다. 내측 인출부(132a) 및 외측 인출부(142a)는, 핀 플랜지부(324) 상에 걸리도록 되접어 꺾여 있으며, 도 25 및 도 26에 나타내는 바와 같은 가압 부재 (400)의 가압부(410)에 의해 핀 플랜지부(324)에 대해서 초음파 용접되어 있다. 내측 인출부(132a) 및 외측 인출부(142a)에는, 가압부(410)의 형상에 기인한 가압자국(痕)(170)이 형성되어 있다.

상세하게는, 가압 부재(400)는, 도 25 및 도 26에 나타낸 바와 같이, 4개의 사각뿔체로 이루어지는 집합체(가압 방향을 따라 보았을 경우에 사각형의 외형을 가진다)의 모서리부를 모따기하여 이루어지는 것과 같은 형상을 가지는 가압부(410)를 가지고 있다. 이 가압부(410)는, 직각 및 예각의 모서리부를 포함하지 않는 외주 형상(도 26에 있어서는 4개의 점선을 포함한 팔각형)을 가지고 있다. 가압부(410)는, 4개 이외의 복수의 사각뿔체로 이루어지는 집합체를 베이스로 한 것이어도 좋고, 복수의 사각뿔체 대신에 복수의 원추(圓錐)체나 다른 다각뿔체로 이루어지는 집합체를 베이스로 한 것이어도 좋다. 단, 가압 부재(400)의 형성 비용을 고려하면, 복수의 사각뿔체로 이루어지는 집합체를 베이스로 한 것인 것이 바람직하다. 또, 가압부(410)는, 사각형의 모서리부를 둥글게 하여 얻어지는 외주 형상을 가지고 있어도 좋다. 즉, 가압부의 외주 형상에는 곡선이 포함되어 있어도 좋다.

도 24를 참조하면, 본 실시 형태에 따른 가압자국(170)은, 가압 부재(400)의 가압부(410)의 외주 형상(도 25 및 도 26 참조)에 기인한 외형을 가지고 있다. 상세하게는, 가압자국(170)은, 가압부(410)의 사각뿔체에 기인한 오목부와 가압부(410)의 외주 형상(본 실시 형태에 있어서는 팔각형)에 기인한 외형(팔각형을 약간 둥글게 한 것)을 가지고 있다. 가압부(410)가 예를 들면 단순한 사각형과 같이 직각 또는 예각을 포함한 외주 형상을 가지고 있으면, 그 외주형상의 모서리의 부분에 있어서 내측 인출부(132a) 및 외측 인출부(142a)가 파단(破斷)되어 버릴 가능성이 있다. 그러나, 본 실시 형태와 같이, 가압부(410)가 직각 및 예각의 모서리부를 포함하지 않는 외주 형상을 가지고 있는 경우, 가압부(410)의 가압에 기인하여 내측 인출부(132a) 및 외측 인출부(142a)가 파단될 우려를 저감할 수가 있다.

이상, 구체적인 실시 형태를 예로 들어 본 발명에 대하여 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.

구체적으로는, 상술한 실시 형태에 있어서는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 내측 인출부(132)와 외측 인출부(142)가 코일 주부(150)로부터 동일 방향으로 돌출되어 있었지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도 27에 나타낸 바와 같이, 내측 단부(130)와 외측 단부(140')를 다르게 하고, 내측 인출부(132)와 외측 인출부(142')가 코일 주부(150)로부터 서로 역방향으로 돌출하도록 도전 부재(120')를 구성하는 것으로 해도 좋다.

또, 상술한 실시 형태에 있어서는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 권심(20)을 이용하여 절곡부(115)를 둥글게 하고 나서 프레스함으로써 내측 인출부(132)를 구성하고 있었지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 권심(20)을 사용하지 않고 절곡부(115)를 끝에서부터 순서대로 조립해 가도록 하여 도 9에 나타내는 것과 같은 내측 인출부(132)를 구성하는 것으로 해도 좋다. 또, 도 28 및 도 27로부터 이해되는 바와 같이, 절곡부(115)의 접는 방법을 바꾸어도 좋다. 여기서, 도 29에 있어서, 일점쇄선은 골짜기접기(valley fold, 谷折)를 나타내며, 점선은 산접기(mountain fold, 山折)를 나타낸다. 도 28 및 도 29를 참조하면, 또 다른 도전 부재(120")는, 절곡부(115)를 지그재그로 꺾어 접음으로써 구성된 내측 인출부(132")를 구비하는 내측 단부(130")를 구비하고 있다.

더욱이, 상술한 실시 형태에 있어서, 절연 세퍼레이터(160)는 도전 부재(120)에 대해서 특히 접어 넣어져 있는 것은 아니었지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도 30에 나타낸 바와 같이, 절연 세퍼레이터(160a)를 둘로 접어 도전 부재(120) 전체를 절연 세퍼레이터(160a) 내에 끼우는 것으로 해도 좋다. 또, 도 31에 나타낸 바와 같이, 엣지(102)만을 덮도록, 절연 세퍼레이터(160b)의 폭방향의 양단을 접어 넣는 것으로 해도 좋다. 더욱이, 도 32에 나타낸 바와 같이, 절연 세퍼레이터(160c)를 2개의 절연지(162c, 164c)에 의해 구성하고, 2개의 절연지(162c, 164c)로 2개의 엣지(102)를 각각 덮도록 절연지(162c, 164c)를 접어 넣는 것으로 해도 좋다. 또, 도 32에 나타내는 구성으로 하고, 또한, 절연지(162c)를 와니스 수지에 대한 습윤성이 좋은 것으로 하며, 절연지(164c)를 인장 강도가 강한 것으로 하는 것으로 해도 좋다.

절연 세퍼레이터로서는, 여러 가지 재료를 사용할 수가 있다. 예를 들면, 포일밴드 도전체와 일체화된 것이어도 좋고, 접착층을 가지며 포일밴드 도전체와 그 접착층에 의해 접착되는 것이어도 좋다. 또, 절연 세퍼레이터는 일반적인 그래프트지나 마닐라지와 같은 종이여도 좋으며, PET나 PEN나 PPS 등의 수지의 시트여도 좋다. 나아가, 절연 세퍼레이터는, 유리나 내열 섬유로 구성된 섬유 부직포여도 좋다.

상술한 실시 형태에 있어서, 도 13 및 도 14에 나타낸 바와 같이, 보빈(30)은, 2개의 분할 보빈(32, 34)으로 이루어지는 중공(中空)의 것이었지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 내측 여유부 등을 유지하는 홈 또는 슬릿이 형성되어 있는 것과 같은 단일의 보빈을 이용하는 것으로 해도 좋고, 조합된 상태로 중공으로 되지 않는 것과 같은 2개의 분할 보빈으로 이루어지는 보빈을 이용하는 것으로 해도 좋다. 나아가, 3 이상의 분할 보빈으로 이루어지는 보빈을 이용하는 것으로 해도 좋다. 또, 코일(1)의 권회 후에 있어서의 보빈의 제거를 용이하게 하기 위해, 보빈을 불소 수지로 코팅하여 미끄러짐을 좋게 하는 것으로 해도 좋다.

더욱이, 이와 같이 하여 얻어지는 코일(1)을 이용하여 리액터를 조립한 후, 리액터 전체 또는 코일(1) 전체를 경화성 와니스 등의 경화성 수지 또는 열가소성 수지로 덮는 것으로 해도 좋다. 더욱, 수지 성형한 캡 및 케이스에 수용하고, 그 위에서 수지로 덮어도 좋다.

상술한 실시 형태에 있어서는, 도 4 내지 도 9를 이용하여 설명한 바와 같이, 내측 여유부(134)를 형성하는 동시에 절곡부(115)를 형성하고, 그 후, 절곡부(115)를 접어 구부려 내측 인출부(132)를 형성하고 있었지만, 각 부의 형성순서를 변경해도 좋다. 예를 들면, 소정 사이즈(W1)를 남기지 않고 절곡부(115)를 형성하고, 그 후, 소정 사이즈(W1)의 내측 여유부(134)를 형성하고 나서, 절곡부(115)를 접어 구부려 내측 인출부(132)를 형성하는 것으로 해도 좋고, 또, 소정 사이즈(W1)를 남기지 않고 절곡부(115)를 형성하고, 그 절곡부(115)를 접어 구부려 내측 인출부(132)를 형성하고 나서, 소정 사이즈(W1)의 내측 여유부(134)를 형성해도 좋다.

본 발명에 있어서, 내측 여유부(134)는 필수의 부위인 한편, 외측 여유부(144)는 생략할 수도 있다. 단, 상술한 바와 같이, 외측 여유부(144)를 설치하면 코일(1)의 형태의 유지를 보다 확실히 행할 수가 있기 때문에, 외측 단부(140)는, 외측 여유부(155)를 가지는 것이 바람직하다.

[산업상의 이용 가능성]

본 발명에 의한 코일을 구비하는 리액터는, 전원 컨버터나 인버터 전반에 활용 가능하다.

본 발명은 2011년 12월 7일에 일본 특허청에 제출된 일본 특허출원 제2011－267929호에 기초하고 있으며, 그 내용은 참조함으로써 본 명세서의 일부를 구성한다.

본 발명의 최선의 실시 형태에 대해 설명했지만, 당업자에게는 분명한 바와 같이, 본 발명의 정신을 일탈하지 않는 범위에서 실시 형태를 변형하는 것이 가능하고, 그러한 실시 형태는 본 발명의 범위에 속하는 것이다.

1 코일
5 코어
10 리액터
20 권심
30 보빈
32 분할 보빈
34 분할 보빈
100 포일밴드 도전체
102 엣지
104 일단
106 타단
108 주부
W1 소정 사이즈
W2 사이즈
110 되접어 꺾은 부분
115 절곡부
120 도전 부재
130 내측 단부
132 내측 인출부
134 내측 여유부
140 외측 단부
142 외측 인출부
144 외측 여유부
150 코일 주부
160, 160a, 160b, 160c 절연 세퍼레이터
162c 절연지
164c 절연지
170 가압자국
D 차이
300 단자
310 수지판
320 알루미늄 핀
322 핀 헤드
324 핀 플랜지부
330 알루미늄 링
340 수지
342 수지
400 가압 부재
410 가압부

Claims

포일밴드(foil band) 도전체를 접어 구부려 형성하여 이루어지는 도전 부재이며 내측단부 및 외측단부의 2개의 단부를 가지고 또한 상기 내측단부와 상기 외측단부의 사이에 위치하는 코일 주부(主部)를 가지는 도전 부재를 절연 세퍼레이터와 함께 감아 이루어지는 코일로서,
상기 내측단부가 상기 코일의 중심측에 위치하는 동시에 상기 외측단부가 상기 코일의 최(最)외주측에 위치하고 있고,
상기 내측단부는, 내측 인출(引出)부와, 해당 내측 인출부와 상기 코일 주부와의 사이에 위치하는 내측 여유부(margin part)이며 상기 코일의 주회(周回) 방향에 있어서 소정 사이즈를 갖도록 되접어 꺽여 상기 도전 부재의 상기 주회 방향에 있어서의 최(最)내측단부를 구성하는 내측 여유부를 가지고 있으며,
상기 외측단부는, 외측 인출부를 가지고 있고,
상기 내측 인출부 및 상기 외측 인출부는, 상기 주회 방향과 교차하는 상기 코일의 감김축(卷軸) 방향에 있어서 상기 코일 주부로부터 돌출되어 있는
코일.
제1항에 있어서,
상기 내측 여유부는, 상기 감김축 방향에 있어서 상기 코일 주부로부터 돌출되어 있지 않은
코일.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 내측단부는, 상기 포일밴드 도전체의 길이방향의 일단을 타단측으로 되접어 꺽은 후, 되접어 꺾은 부분을 상기 소정 사이즈만큼 남기도록 하고 또한 상기 일단을 상기 길이방향과 직교하는 폭방향에 있어서 상기 포일밴드 도전체의 엣지로부터 비어져 나오도록 하여 접어 구부림으로써 상기 내측 여유부를 구성하면서 절곡(折曲)부를 구성하고, 상기 절곡부를 더욱 접어 구부려 상기 내측 인출부를 구성함으로써 얻어지는 것과 같은 구조를 가지고 있는
코일.
제3항에 있어서,
상기 소정 사이즈는, 상기 내측 인출부의 상기 주회 방향에 있어서의 사이즈의 0.1배 이상 15배 이하인
코일.
제4항에 있어서,
상기 소정 사이즈는, 상기 내측 인출부의 상기 주회 방향에 있어서의 사이즈의 0.5배 이상 5배 이하인
코일.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 외측단부는, 상기 외측 인출부와 상기 코일 주부와의 사이에 위치하는 외측 여유부이며 되접어 꺾여 상기 도전 부재의 상기 주회 방향에 있어서의 최외 단부를 구성하는 외측 여유부를 더 가지고 있는
코일.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 코일을 구비한 리액터.
제7항에 있어서,
상기 내측 인출부 및 상기 외측 인출부에 각각 접속되는 내측 단자 및 외측 단자와, 내측 수지판 및 외측 수지판을 더 구비하고 있고,
상기 포일밴드 도전체는 알루미늄 박(箔)으로 이루어지는 것이며,
상기 내측 단자 및 상기 외측 단자는 알루미늄 이외의 도전체로 이루어지는 것이고,
상기 내측 인출부와 상기 내측 단자는, 상기 내측 인출부와 상기 내측 단자와의 사이에 상기 내측 수지판을 개재시킨 상태에서 상기 내측 인출부와 상기 내측 단자와 상기 내측 수지판을 관통하는 내측 알루미늄 핀에 의해 전기적으로 접속되어 있으며,
상기 외측 인출부와 상기 외측 단자는, 상기 외측 인출부와 상기 외측 단자와의 사이에 상기 외측 수지판을 개재시킨 상태에서 상기 외측 인출부와 상기 외측 단자와 상기 외측 수지판을 관통하는 외측 알루미늄 핀에 의해 전기적으로 접속되어 있는
리액터.
제8항에 있어서,
상기 내측 인출부 및 상기 외측 인출부는, 각각, 상기 내측 알루미늄 핀 및 상기 외측 알루미늄 핀에 대해서 복수의 뿔체(錐體)로 이루어지는 집합체를 베이스로 한 형상을 가지는 가압부이며 직각 및 예각의 모서리부(角部)를 포함하지 않는 외주 형상을 가지는 가압부를 포함하는 가압 부재를 이용하여 초음파 용접되어 있고,
상기 내측 인출부 및 상기 외측 인출부의 각각에는, 상기 가압부의 상기 뿔체에 기인한 오목부와 상기 가압부의 상기 외주 형상에 기인한 외형을 가지는 가압자국(痕)이 형성되어 있는
리액터.
제9항에 있어서,
상기 가압부는, 사각형의 모서리부를 모따기하거나 또는 둥글게 하여 얻어지는 외주 형상을 가지고 있고,
상기 가압자국은, 해당 가압부를 가지는 상기 가압 부재에 의해 형성된 것인
리액터.
포일밴드 도전체의 길이방향의 일단 및 그 근방을 접어 구부려 가공함으로써, 상기 포일밴드 도전체의 폭방향에 있어서 상기 포일밴드 도전체의 엣지로부터 돌출되어 있는 내측 인출부와, 후(後) 공정에 있어서 감겨 코일 주부가 되는 상기 포일밴드 도전체의 주부와 상기 내측 인출부와의 사이에 위치하고 또한 상기 길이방향에 있어서 소정 사이즈를 가지도록 되접어 꺾임으로써 코일의 가장 중심측의 단부가 되는 내측 여유부를 구성하는 구성 단계와,
보빈에 상기 내측 여유부를 유지시킨 상태로 상기 포일밴드 도전체를 절연 세퍼레이터와 함께 감는 권회(捲回) 단계
를 구비하는 코일의 형성 방법.
제11항에 있어서,
상기 구성 단계는,
상기 포일밴드 도전체의 상기 일단을 상기 길이방향에 있어서의 상기 포일밴드 도전체의 타단 측으로 되접어 꺽은 후, 되접어 꺾은 부분을 상기 소정 사이즈만 큼 남기도록 하고 또한 상기 일단을 상기 폭방향에 있어서 상기 포일밴드 도전체의 상기 엣지로부터 비어져 나오도록 하여 접어 구부림으로써, 상기 소정 사이즈를 가지는 상기 내측 여유부를 구성하면서 절곡부를 구성하는 내측 여유부 구성 단계와,
상기 절곡부를 접어 구부려, 상기 폭방향에 있어서 상기 포일밴드 도전체의 상기 엣지로부터 돌출되어 있는 상기 내측 인출부를 구성하는 내측 인출부 구성 단계
를 구비하는 코일의 형성 방법.
제11항 또는 제12항에 있어서,
상기 권회 단계는, 상기 보빈에 상기 절연 세퍼레이터의 일단을 상기 내측 여유부와 함께 유지시킨 상태로 상기 권회를 행하는
코일의 형성 방법.
제13항에 있어서,
상기 권회 단계는, 상기 보빈과 상기 내측 인출부와의 사이에 상기 포일밴드 도전체의 주부의 일부가 개재된 상태에서 상기 권회를 행하는
코일의 형성 방법.
제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 포일밴드 도전체의 상기 타단을 상기 일단 측으로 되접어 꺽은 후, 되접어 꺾은 부분을 조금 남기면서 상기 타단을 상기 폭방향에 있어서 상기 포일밴드 도전체의 엣지로부터 비어져 나오도록 하여 접어 구부림으로써, 코일의 가장 외주측의 단부가 되는 외측 여유부를 구성하면서 외측 절곡부를 구성하는 외측 여유부 구성 단계와,
상기 외측 절곡부를 접어 구부려, 상기 폭방향에 있어서 상기 포일밴드 도전체의 상기 엣지로부터 돌출되어 있는 외측 인출부를 구성하는 외측 인출부 구성 단계
를 더 구비하는 코일의 형성 방법.
제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 권회를 행한 후에, 상기 보빈을 뽑아내고 상기 코일로서 공심(空芯) 코일을 구성하는 보빈 제거(拔去) 단계를 구비하는 코일의 형성 방법.