WO2024185035A1 - コイルボビンおよびリアクトル - Google Patents

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coil bobbin
cylindrical body
inclined portion
wire
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友和 吉田
隆太郎 満澤
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F37/00—Fixed inductances not covered by group H01F17/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F5/00—Coils
    • H01F5/02—Coils wound on non-magnetic supports, e.g. formers

Definitions

  • This disclosure relates to coil bobbins and reactors.
  • reactors have been developed that have a core body that includes an outer core and multiple cores arranged inside the outer core. Each of the multiple cores is inserted into a coil. Strictly speaking, the coil is made by winding wire around a coil bobbin.
  • multiple protrusions are provided on the wound portion of the coil bobbin (for example, JP 2021-083216 A).
  • the protrusions are dimensioned and positioned such that a wire having a particular diameter is positioned in the gap between the protrusions. Therefore, when another wire having a diameter different from the particular diameter is wound around the coil bobbin, the other wire is not positioned in the gap between the protrusions, and thus the wire may become unwound.
  • a coil bobbin that includes a cylindrical body having a circumferential surface around which a wire is to be wound, a first flange disposed at one end of the cylindrical body, and a second flange disposed at the other end of the cylindrical body, and at least a portion of the circumferential surface of the cylindrical body adjacent to the first flange is formed with an inclined portion that is inclined toward the central axis of the coil bobbin.
  • FIG. 1 is a perspective view of a coil bobbin according to the prior art.
  • FIG. 1 is a side view of a coil bobbin according to the prior art.
  • FIG. 1 is a top view of a coil bobbin according to the prior art.
  • FIG. 3B is a partial cross-sectional view of the coil bobbin shown in FIG. 3A.
  • 10A to 10C are partial cross-sectional views of a coil bobbin showing a number of modified examples.
  • FIG. 11 is a partial cross-sectional view of a coil bobbin showing another modified example.
  • FIG. 11 is a side view of a coil bobbin according to the second embodiment.
  • FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 6A.
  • FIG. 11 is a partial cross-sectional view of a coil bobbin according to a third embodiment.
  • FIG. 10 is a partial cross-sectional view of a coil bobbin according to a fourth embodiment.
  • FIG. 2 is a first perspective view for explaining a manufacturing method of a reactor.
  • FIG. 11 is a second perspective view for explaining the method for manufacturing the reactor.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of a core body included in a reactor based on another embodiment.
  • a three-phase reactor will be mainly described as an example, but the application of the present disclosure is not limited to three-phase reactors, and can be widely applied to multi-phase reactors in which a certain inductance is required in each phase.
  • the reactor according to the present disclosure is not limited to those provided on the primary and secondary sides of inverters in industrial robots and machine tools, and can be applied to various devices.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view of a reactor including a coil bobbin based on a first embodiment.
  • FIG. 1B is a perspective view of the reactor shown in FIG. 1A.
  • the core body 5 of the reactor 6 includes an outer peripheral iron core 20 and three iron core coils 31-33 arranged inside the outer peripheral iron core 20.
  • the iron core coils 31-33 are arranged inside the approximately hexagonal outer peripheral iron core 20. These iron core coils 31-33 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the core body 5.
  • the outer core 20 may have another rotationally symmetric shape, such as a circle. Also, the number of core coils may be any multiple of three, in which case the reactor 6 can be used as a three-phase reactor.
  • each of the core coils 31-33 includes an iron core 41-43 that extends only in the radial direction of the outer core 20, and a coil 51-53 attached to the iron core.
  • Each of the at least three coils 51-53 is housed in a coil bobbin 61-63.
  • the coil bobbins 61-63 are preferably formed from a non-magnetic material, such as resin. Note that in some drawings, the coils 51-53 may be omitted for the sake of simplicity.
  • the outer core 20 is composed of multiple, for example three, outer core portions 24-26 divided in the circumferential direction.
  • the outer core portions 24-26 are integrally formed with the cores 41-43, respectively.
  • the outer core portions 24-26 and the cores 41-43 are formed by laminating multiple magnetic plates, for example iron plates, carbon steel plates, electromagnetic steel plates, or from pressed powder cores.
  • the outer core 20 is composed of multiple outer core portions 24-26 in this way, it can be easily manufactured even if the outer core 20 is large. Note that the number of cores 41-43 and the number of outer core portions 24-26 do not necessarily have to match.
  • each of the cores 41 to 43 are located near the center of the outer core 20.
  • the radially inner ends of each of the cores 41 to 43 converge toward the center of the outer core 20, with a tip angle of approximately 120 degrees.
  • the radially inner ends of the cores 41 to 43 are separated from each other by magnetically connectable gaps 101 to 103.
  • the radially inner end of the core 41 is separated from the radially inner end of each of the two adjacent cores 42, 43 by gaps 101, 103.
  • the same is true for the other cores 42, 43.
  • the dimensions of the gaps 101 to 103 are assumed to be equal to each other.
  • the configuration shown in FIG. 1A does not require a central core located at the center of the core body 5, so the core body 5 can be constructed lighter and more simply. Furthermore, because the three iron core coils 31-33 are surrounded by the outer periphery iron core 20, the magnetic field generated from the coils 51-53 does not leak outside the outer periphery iron core 20. Also, the gaps 101-103 can be provided at any thickness and at low cost, which is advantageous in terms of design compared to reactors of conventional structures.
  • the difference in magnetic path length between phases is smaller than in reactors of conventional structure. Therefore, in the present disclosure, it is also possible to reduce the imbalance in inductance caused by the difference in magnetic path length.
  • FIG. 2A is a perspective view of a coil bobbin in the first embodiment
  • FIGS. 2B and 2C are a side view and a top view, respectively, of the coil bobbin shown in FIG. 2A.
  • only coil bobbin 61 is shown as a representative, but the other coil bobbins 62, 63, (64) are assumed to have the same configuration.
  • the coil bobbin 61 is composed of a cylindrical body 61c having a peripheral surface around which the wire 50, for example a wire having a circular cross section, is wound, a first flange 61a disposed at one end of the cylindrical body 61c, and a second flange 61b disposed at the other end of the cylindrical body 61c.
  • the peripheral surface of the cylindrical body 61c has an inclined portion 70a that inclines toward the central axis O of the coil bobbin 61.
  • the distance between the central axis O near the second flange 61b and the side of the cylindrical body 61c is longer than the distance between the central axis O near the first flange 61a and the side of the cylindrical body 61c.
  • FIG. 2C also shows that the distance between the central axis O near the second flange 61b and the side of the cylindrical body 61c is longer than the distance between the central axis O near the first flange 61a and the side of the cylindrical body 61c.
  • the cross-sectional area of the peripheral surface of the cylindrical body 61c adjacent to the first flange 61a is smaller than the cross-sectional area of the peripheral surface of the cylindrical body 61c adjacent to the second flange 61b.
  • Figure 2E is a cross-sectional view taken along line A-A in Figure 2B. From Figures 2B, 2C, and 2E, it can be seen that the inclined portion 70a is formed over the entire circumferential surface of the cylindrical body 61c, and that the inclined portion 70a extends from the first flange 61a to the second flange 61b. Furthermore, Figure 2E shows the through hole 69 of the coil bobbin 61 into which the iron core 41 should be inserted.
  • FIG. 2D is a partial cross-sectional view of the coil bobbin shown in FIG. 2A.
  • FIG. 2D shows wire 50 wound around coil bobbin 61.
  • wire 50 begins to be wound from the position of cylinder 61c adjacent to first flange 61a.
  • wire 50 may have a circular cross section as shown in FIG. 2A, or wire 50 may be a rectangular wire having a rectangular cross section.
  • the wire 50 is wound while being pressed against the first flange 61a or an adjacent already wound wire 50. Because the inclined portion described above is formed in the cylindrical body 61c, there is a possibility that the wound wire 50 may slide toward the first flange 61a when the wire 50 is wound one or more times. However, the wire 50 does not slide along the cylindrical body 61c toward the second flange 61b. Therefore, even if the wire 50 continues to be wound in the direction shown by the arrow in FIG. 2D, the wire will not collapse.
  • FIG. 2F is a partial cross-sectional view of a coil bobbin in a modified example.
  • wire 50' is wound around it.
  • the diameter of wire 50' is larger than the diameter of wire 50.
  • wire 50' can be wound around a cylindrical body 61c on which a sloping portion 70a is formed in the same manner. This is because there is no need to form a protruding piece as shown in FIG. 3D, which will be described later.
  • wire 50' can be wound well. Therefore, the same coil bobbin 61 can be used even when the diameter of the wire is changed.
  • FIG. 3A is a perspective view of a coil bobbin in the prior art
  • FIG. 3B is a side view of a coil bobbin in the prior art
  • FIG. 3C is a top view of a coil bobbin in the prior art.
  • a coil bobbin 61' is shown that has a cylindrical body 61c' between a first flange 61a' and a second flange 61b'.
  • the side of the cylindrical body 61c' is parallel to the central axis O. Therefore, the inclined portion 70a is not formed on the cylindrical body 61c'.
  • FIG. 3D is a partial cross-sectional view of the coil bobbin shown in FIG. 3A.
  • a number of protrusions are formed on the surface of the cylindrical body 61c'. These protrusions have dimensions and spacing suitable for receiving the wire 50.
  • the wire 50 engages with the protrusions in sequence each time it is wound, and therefore does not collapse.
  • the prior art had the disadvantage that it was necessary to form the multiple protrusions in advance.
  • the protrusions correspond to a specific dimension of the wire 50, there was a problem that collapse would occur when winding a wire of a different dimension (not shown).
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view of a coil bobbin showing several modified examples.
  • the left side of FIG. 4 shows the same inclined portion 70a as in FIG. 2D.
  • the inclination angle of the inclined portion 70a relative to the central axis O (not shown in FIG. 4, etc.) is constant, and the inclined portion 70a is formed from the first flange 61a to the second flange 61b. Therefore, the wire 50 can be wound well from the start to the end of winding the wire 50.
  • the inclined portion 70b shown in the center of FIG. 4 is also formed from the first flange 61a to the second flange 61b.
  • the inclination angle of the inclined portion 70b on the first flange 61a side with respect to the central axis O (not shown in FIG. 4, etc.) is equal to the inclination angle of the inclined portion 70a.
  • the inclination angle of inclined portion 70b with respect to central axis O on the second flange 61b side is smaller than the inclination angle of inclined portion 70a.
  • the distance between central axis O on the second flange 61b side and the side of cylindrical body 61c is smaller by a deviation L1 than the distance between central axis O on the second flange 61b side and the side of cylindrical body 61c.
  • the coil bobbin 61 can be made smaller.
  • the inclination angle of the inclined portion 70b is different in two regions.
  • the inclination angle of the inclined portion 70b may be different in three or more regions. In this case, it is desirable to make the inclination angle of the inclined portion 70b adjacent to the first flange 61a larger than the inclination angle of the other regions, thereby achieving the same effect as described above.
  • the inclination angle of the inclined portion 70b on the second flange 61b side is 0° or more.
  • the wire 50 can be wound more easily in areas with a small inclination angle than in areas with a large inclination angle. Therefore, by providing areas with a relatively small inclination angle, the efficiency of the winding operation of the wire 50 can be improved.
  • the inclination angle of the inclined portion 70c with respect to the central axis O on the first flange 61a side shown on the right side of Figure 4 is equal to the inclination angle of the inclined portion 70a.
  • the inclination angle of the inclined portion 70c with respect to the central axis O on the second flange 61b side is smaller than the inclination angle of the inclined portion 70a, for example, 0°.
  • the distance between the central axis O on the second flange 61b side and the side of the cylindrical body 61c is smaller than the distance between the central axis O on the second flange 61b side and the side of the cylindrical body 61c by a deviation L2.
  • the coil bobbin 61 can be made even smaller.
  • the inclination angle is 0°
  • the efficiency of the winding work of the wire 50 in that portion can be further improved.
  • the inclined portion 70c is formed only on the first flange 61a side of the peripheral surface of the cylindrical body 61c.
  • FIG. 5 is a partial cross-sectional view of a coil bobbin showing another modified example.
  • the inclination angle of the inclined portion 70d on the first flange 61a side and the second flange 61b side in FIG. 5 is the same as the inclination angle of the inclined portion 70a described above.
  • the inclination angle of the central portion of the inclined portion 70d is smaller than the inclination angle of the inclined portion 70d on the first flange 61a side and the second flange 61b side, and is, for example, 0°.
  • the coil bobbin 61 can be made smaller and the efficiency of the winding work of the wire 50 can be improved.
  • the inclination angle of the inclined portion 70d on the first flange 61a side and the inclination angle of the inclined portion 70d on the second flange 61b side may be different from each other. However, it is preferable that the inclination angle of the inclined portion 70d on the first flange 61a side is larger than the inclination angle of the inclined portion 70d on the second flange 61b side. This makes it possible to obtain the same effect as described above.
  • FIG. 6A is a side view of a coil bobbin in the second embodiment
  • FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line B-B in FIG. 6A
  • the upper line segment showing part of the circumferential surface of the cylindrical body 61c is an inclined line
  • the lower line segment showing another part of the circumferential surface of the cylindrical body 61c is perpendicular to the first flange 61a and the second flange 61b.
  • the inclined portion 70e is formed only on a part of the circumferential surface, not on the entire circumferential surface of the cylindrical body 61c.
  • the through hole 69 is a substantially rectangular shape that corresponds to the shape of the insertion portion of the iron core 41.
  • the through hole 69 has four corners 81 to 84.
  • the inclined portion 70e is formed in a region of the circumferential surface of the cylindrical body 61c that includes one corner 81. In this way, it is preferable that the inclined portion 70e is formed in a region that includes at least one corner.
  • the inclined portion 70e can be formed in the region of at least one of the corners 81-84, so the region in which the inclined portion 70e is formed can be adjusted to the minimum necessary.
  • the inclined portion 70e may be formed in a region including two of the four corners 81-84, or in a region including three corners. In such cases, the same effect as described above can be obtained.
  • FIG. 7A is a partial cross-sectional view of a coil bobbin based on the third embodiment.
  • FIG. 7A roughly corresponds to a portion of FIG. 2E, and shows an inclined portion 70a similar to that described above.
  • a protrusion 72 is formed on the inclined portion 70a at a position corresponding to the position between the two corners 81, 84. It is preferable that the protrusion 72 is formed at least partially from the first flange 61a toward the second flange 61b.
  • the upper surface of the protrusion 72 may be inclined at the same angle as the inclined portion 70a, but the upper surface of the protrusion 72 may have a larger angle of inclination than the inclined portion 70a, which further prevents the wire 50 from sliding toward the second flange 61b.
  • Multiple protrusions 72 may be formed in the area between the corners 81 and 84, and the protrusions 72 may be formed at positions corresponding to any of the four corners 81 to 84.
  • FIG. 7B is a partial cross-sectional view of a coil bobbin based on the fourth embodiment.
  • inclined portion 70a is not formed, and instead, protrusion 73 similar to protrusion 72 is formed at a position corresponding to between corners 81 and 84.
  • the upper surface of protrusion 73 is inclined at the same inclination angle as inclined portion 70a or at a different inclination angle. Therefore, protrusion 73 can be said to be inclined portion 70f formed only on a portion of the circumferential surface of cylindrical body 61c, and protrusion 73 plays a similar role to inclined portions 70a to 70e described above.
  • FIGS. 8A and 8B are perspective views for explaining a method for manufacturing a reactor. As shown in these drawings, a coil bobbin 61 around which a coil 51 is wound is inserted into the corresponding core 41 of the outer core portion 24.
  • coils 52, 53 are similarly attached to the core 42 of the other outer core portion 25 and the core 43 of the outer core portion 26 via coil bobbins 62, 63, respectively.
  • these outer core portions 24 to 26 are assembled together in the circumferential direction, thereby creating the reactor 6.
  • the first flange 61a may be pushed by the coil bobbin 61 and come off the cylindrical body 61c. For this reason, it is preferable to position the coil bobbin 61 so that the first flange 61a is positioned radially outward of the reactor 6. In this case, even if the coil bobbin 61 and the first flange 61a slide, they will stop at the outer circumferential core 20.
  • the coil bobbin 61 is positioned so that the first flange 61a is located radially inside the reactor 6, the coil bobbin 61 and other components may fall off through the gaps 101 to 103.
  • FIG. 9 is a top view of a core body of a reactor in another embodiment.
  • the core body 5 shown in FIG. 9 includes an approximately octagonal outer core 20 and four iron core coils 31-34 similar to those described above, which are arranged inside the outer core 20. These iron core coils 31-34 are arranged at equal intervals around the circumference of the core body 5. It is also preferable that the number of iron cores is an even number equal to or greater than four, so that a reactor equipped with the core body 5 can be used as a single-phase reactor.
  • the outer core 20 is composed of four outer core portions 24-27 divided in the circumferential direction.
  • Each core coil 31-34 includes a radially extending core 41-44 and a coil 51-54 attached to the core.
  • the radially outer end of each of the cores 41-44 is formed integrally with each of the outer core portions 21-24. Note that the number of cores 41-44 does not necessarily have to match the number of outer core portions 24-27.
  • each of the cores 41-44 are located near the center of the outer core 20.
  • the radially inner ends of each of the cores 41-44 converge toward the center of the outer core 20, with a tip angle of approximately 90 degrees.
  • the radially inner ends of the cores 41-44 are separated from each other via magnetically connectable gaps 101-104.
  • FIG. 9 at least three coils 51-54 are also housed in coil bobbins 61-64 similar to those described above.
  • the coil bobbins 61-64 are provided with the inclined portions 70a and the like described above. Therefore, even in the case shown in FIG. 9, the same effects as those described above can be obtained.
  • the coil bobbins 61-64 themselves that are provided with the inclined portions 70a and the like are also considered to be within the scope of this disclosure.
  • the advantage of at least one of the embodiments described above is that, because the inclined portion is formed at least partially on the circumferential surface of the cylindrical body, it is possible to prevent the winding from collapsing, and it is possible to provide a coil bobbin on which wires of different diameters can be wound.
  • a cylinder having a circumferential surface around which the wire is to be wound; A first flange disposed at one end of the cylindrical body; a second flange disposed at the other end of the barrel; A cross-sectional area of the peripheral surface of the cylindrical body adjacent to the first flange is smaller than a cross-sectional area of the peripheral surface of the cylindrical body adjacent to the second flange.
  • (Appendix 6) an outer core composed of a plurality of outer core portions; At least three cores coupled to the plurality of outer periphery core portions; a coil wound around the coil bobbin according to claim 1 and inserted into the at least three iron cores; A reactor, wherein a magnetically connectable gap is formed between one of the at least three iron cores and another iron core adjacent to the one iron core.
  • (Appendix 7) 7. The reactor of claim 6, wherein the number of the at least three iron cores and coils is a multiple of three.
  • (Appendix 8) 7. The reactor according to claim 6, wherein the number of the at least three iron cores and coils is an even number greater than or equal to four.
  • Reference Signs List 5 Core body 6 Reactor 20 Outer periphery core 24-27 Outer periphery core portion 31-34 Core coil 41-44 Core 50 Wire rod 51-54 Coil 61-64 Coil bobbin 61a First flange 61b Second flange 61c Cylinder 69 Opening 70a-70f Inclined portion 72, 73 Protrusion 81-84 Corner portion 101-104 Gap

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Insulating Of Coils (AREA)

Abstract

コイルボビンは、線材が巻付けられるべき周面を有する筒体と、筒体の一端に配置された第一フランジと、筒体の他端に配置された第二フランジと、を含む。前記第一フランジに隣接する前記筒体の前記周面の少なくとも一部分には、前記コイルボビンの中心軸線に向かって傾斜する傾斜部が形成されている。

Description

コイルボビンおよびリアクトル
　本開示は、コイルボビンおよびリアクトルに関する。
　近年では、外周部鉄心と該外周部鉄心の内部に配置された複数の鉄心とを含むコア本体を備えたリアクトルが開発されている。複数の鉄心のそれぞれは、コイルに挿入されている。厳密に言えば、コイルは、線材をコイルボビンに巻回することにより作成されている。
　コイルボビン上における線材の巻崩れを防止するために、コイルボビンの被巻回部に複数の突片部を設けることが行われている（例えば特開2021-083216号公報）。
特開2021-083216号公報
　しかしながら、複数の突片部は、特定の直径を有する線材が複数の突片部の間の隙間に配置されるように寸法決めおよび位置決めされている。従って、特定の直径とは異なる直径を有する他の線材を前述したコイルボビンに巻回すると、他の線材は突片部の間の隙間に配置されず、従って、線材の巻崩れが発生する場合がある。
　それゆえ、特定の直径とは異なる直径を有する線材であっても、線材の巻崩れを防止することのできるコイルボビンおよびそのようなコイルボビンを備えたリアクトルが望まれている。
　本開示の１番目の態様によれば、コイルボビンにおいて、線材が巻付けられるべき周面を有する筒体と、該筒体の一端に配置された第一フランジと、前記筒体の他端に配置された第二フランジと、を具備し、前記第一フランジに隣接する前記筒体の前記周面の少なくとも一部分には、前記コイルボビンの中心軸線に向かって傾斜する傾斜部が形成されている、コイルボビンが提供される。
　本開示の目的、特徴及び利点は、添付図面に関連した以下の実施形態の説明により一層明らかになろう。
第一の実施形態に基づくコイルボビンを含むリアクトルの断面図である。 図１Ａに示されるリアクトルの斜視図である。 第一の実施形態におけるコイルボビンの斜視図である。 図２Ａに示されるコイルボビンの側面図である。 図２Ａに示されるコイルボビンの頂面図である。 図２Ａに示されるコイルボビンの部分断面図である。 図２Ｂの線Ａ－Ａに沿ってみた断面図である。 変形例におけるコイルボビンの部分断面図である。 従来技術におけるコイルボビンの斜視図である。 従来技術におけるコイルボビンの側面図である。 従来技術におけるコイルボビンの頂面図である。 図３Ａに示されるコイルボビンの部分断面図である。 複数の変形例を示すコイルボビンの部分断面図である。 他の変形例を示すコイルボビンの部分断面図である。 第二の実施形態におけるコイルボビンの側面図である。 図６Ａの線Ｂ－Ｂに沿ってみた断面図である。 第三の実施形態に基づくコイルボビンの部分断面図である。 第四の実施形態に基づくコイルボビンの部分断面図である。 リアクトルの製造方法を説明するための第一の斜視図である。 リアクトルの製造方法を説明するための第二の斜視図である。 他の実施形態に基づくリアクトルに含まれるコア本体の断面図である。
　以下、添付図面を参照して本開示の実施の形態を説明する。全図面に渡り、対応する構成要素には共通の参照符号を付す。
　以下の記載では、三相リアクトルを例として主に説明するが、本開示の適用は、三相リアクトルに限定されず、各相で一定のインダクタンスが求められる多相リアクトルに対して幅広く適用可能である。また、本開示に係るリアクトルは、産業用ロボットや工作機械におけるインバータの一次側および二次側に設けるものに限定されず、様々な機器に対して適用することができる。
　図１Ａは第一の実施形態に基づくコイルボビンを含むリアクトルの断面図である。図１Ｂは図１Ａに示されるリアクトルの斜視図である。図１Ａおよび図１Ｂに示されるように、リアクトル６のコア本体５は、外周部鉄心２０と、外周部鉄心２０の内側に配置された三つの鉄心コイル３１～３３とを含んでいる。図１においては、略六角形の外周部鉄心２０の内側に鉄心コイル３１～３３が配置されている。これら鉄心コイル３１～３３はコア本体５の周方向に等間隔で配置されている。
　なお、外周部鉄心２０が他の回転対称形状、例えば円形であってもよい。また、鉄心コイルの数は３の倍数であればよく、その場合には、リアクトル６を三相リアクトルとして使用できる。
　図面から分かるように、それぞれの鉄心コイル３１～３３は、外周部鉄心２０の半径方向にのみ延びる鉄心４１～４３と、該鉄心に装着されたコイル５１～５３とを含んでいる。少なくとも三つのコイル５１～５３のそれぞれがコイルボビン６１～６３に収納されている。コイルボビン６１～６３は非磁性材料、例えば樹脂から形成されるのが好ましい。なお、一部の図面においては、簡潔にする目的で、コイル５１～５３の図示を省略する場合がある。
　外周部鉄心２０は周方向に分割された複数、例えば三つの外周部鉄心部分２４～２６より構成されている。外周部鉄心部分２４～２６は、それぞれ鉄心４１～４３に一体的に構成されている。外周部鉄心部分２４～２６および鉄心４１～４３は、複数の磁性板、例えば鉄板、炭素鋼板、電磁鋼板を積層するか、または圧粉鉄心から形成される。このように外周部鉄心２０が複数の外周部鉄心部分２４～２６から構成される場合には、外周部鉄心２０が大型である場合であっても、そのような外周部鉄心２０を容易に製造できる。なお、鉄心４１～４３の数と、外周部鉄心部分２４～２６の数とが必ずしも一致していなくてもよい。
　さらに、鉄心４１～４３のそれぞれの半径方向内側端部は外周部鉄心２０の中心近傍に位置している。図面においては鉄心４１～４３のそれぞれの半径方向内側端部は外周部鉄心２０の中心に向かって収斂しており、その先端角度は約１２０度である。そして、鉄心４１～４３の半径方向内側端部は、磁気的に連結可能なギャップ１０１～１０３を介して互いに離間している。
　言い換えれば、鉄心４１の半径方向内側端部は、隣接する二つの鉄心４２、４３のそれぞれの半径方向内側端部とギャップ１０１、１０３を介して互いに離間している。他の鉄心４２、４３についても同様である。なお、ギャップ１０１～１０３の寸法は互いに等しいものとする。
　このように、図１Ａに示される構成では、コア本体５の中心部に位置する中心部鉄心が不要であるので、コア本体５を軽量かつ簡易に構成することができる。さらに、三つの鉄心コイル３１～３３が外周部鉄心２０により取囲まれているので、コイル５１～５３から発生した磁場が外周部鉄心２０の外部に漏洩することもない。また、ギャップ１０１～１０３を任意の厚さで低コストで設けることができるので、従来構造のリアクトルと比べて設計上有利である。
　さらに、本開示のコア本体５においては、従来構造のリアクトルに比較して、相間の磁路長の差が少なくなる。このため、本開示においては、磁路長の差に起因するインダクタンスのアンバランスを軽減することもできる。
　図２Ａは第一の実施形態におけるコイルボビンの斜視図であり、図２Ｂおよび図２Ｃは、それぞれ図２Ａに示されるコイルボビンの側面図および頂面図である。これら図面および後述する他の図面においては、代表として、コイルボビン６１のみを表示するが他のコイルボビン６２、６３、（６４）も同様の構成であるものとする。
　図２Ａより分かるように、コイルボビン６１は、線材５０、例えば断面が円形の線材が巻付けられるべき周面を有する筒体６１ｃと、筒体６１ｃの一端に配置された第一フランジ６１ａと、筒体６１ｃの他端に配置された第二フランジ６１ｂとから構成されている。
　図２Ｂに示されるように、筒体６１ｃの周面はコイルボビン６１の中心軸線Ｏに向かって傾斜する傾斜部７０ａを有している。第二フランジ６１ｂ近傍における中心軸線Ｏと筒体６１ｃの側部との間の距離は、第一フランジ６１ａ近傍における中心軸線Ｏと筒体６１ｃの側部との間の距離よりも長い。図２Ｃにおいても、第二フランジ６１ｂ近傍における中心軸線Ｏと筒体６１ｃの側部との間の距離は、第一フランジ６１ａ近傍における中心軸線Ｏと筒体６１ｃの側部との間の距離よりも長いことが示されている。言い換えれば、第一フランジ６１ａに隣接する筒体６１ｃの周面の断面積は、第二フランジ６１ｂに隣接する筒体６１ｃの周面の断面積よりも小さい。
　さらに、図２Ｅは、図２Ｂの線Ａ－Ａに沿ってみた断面図である。図２Ｂ、図２Ｃおよび図２Ｅより、傾斜部７０ａは筒体６１ｃの周面全体にわたって形成されており、傾斜部７０ａは第一フランジ６１ａから第二フランジ６１ｂまで延びているのが分かるであろう。なお、図２Ｅには、鉄心４１が挿入されるべきコイルボビン６１の貫通孔６９が示されている。
　さらに、図２Ｄは図２Ａに示されるコイルボビンの部分断面図である。図２Ｄにおいては、コイルボビン６１に巻回された線材５０が示されている。はじめに、図２Ａに示されるように、第一フランジ６１ａに隣接する筒体６１ｃの位置から線材５０を巻回し始める。なお、図２Ａに示されるように線材５０は円形の断面を有してもよく、また、線材５０は矩形の断面を有する平角線であってもよい。
　線材５０を第一フランジ６１ａまたは隣接する巻回済みの線材５０に押付けながら線材５０を巻回する。筒体６１ｃには前述した傾斜部が形成されているので、線材５０を一巻き以上巻回すると、巻回済みの線材５０は第一フランジ６１ａ側に摺動しうる可能性がある。しかしながら、線材５０は第二フランジ６１ｂに向かって筒体６１ｃを摺動することはない。従って、図２Ｄに矢印で示される方向に線材５０を巻回し続けたとしても、巻崩れは生じない。
　図２Ｆは変形例におけるコイルボビンの部分断面図である。図２Ｆにおいては線材５０’が巻回されている。線材５０’の直径は線材５０の直径よりも大きい。図２Ｆに示されるように、傾斜部７０ａが形成されている筒体６１ｃに線材５０’を同様に巻回することができる。その理由は、後述する図３Ｄに示される突片部を形成する必要がないためである。本開示においては、傾斜部７０ａの傾斜部分の寸法が新たな線材５０’の直径よりも大きい場合には、線材５０’を良好に巻回できる。従って、線材の直径を変更する場合であっても、同一のコイルボビン６１を使用することができる。
　図３Ａは従来技術におけるコイルボビンの斜視図であり、図３Ｂは従来技術におけるコイルボビンの側面図であり、図３Ｃは従来技術におけるコイルボビンの頂面図である。これら図面に示されるように、第一フランジ６１ａ’および第二フランジ６１ｂ’の間に筒体６１ｃ’を備えたコイルボビン６１’が示されている。筒体６１ｃ’の側面は中心軸線Ｏに対して平行である。従って、筒体６１ｃ’には傾斜部７０ａは形成されていない。
　さらに、図３Ｄは図３Ａに示されるコイルボビンの部分断面図である。筒体６１ｃ’の表面には、複数の突片部が形成されている。これら突片部は線材５０を受容するのに適した寸法および間隔を有している。図３Ｄより分かるように、線材５０は、巻回されるたびに複数の突片部に順番に係合し、従って、巻崩れは生じない。しかしながら、従来技術においては、複数の突片部を予め形成する必要があるという欠点があった。さらに、従来技術においては、突片部が特定の寸法の線材５０に対応しているため、他の寸法の線材（図示しない）を巻回するときに巻崩れが生じるという問題があった。
　図４は複数の変形例を示すコイルボビンの部分断面図である。図４の左方には図２Ｄと同じ傾斜部７０ａが示されている。この場合には、中心軸線Ｏ（図４等には示さない）に対する傾斜部７０ａの傾斜角度は一定であり、傾斜部７０ａは第一フランジ６１ａから第二フランジ６１ｂに亙って形成されている。従って、線材５０の巻始めから巻終わりまで、線材５０を良好に巻回することができる。
　図４の中央に示される傾斜部７０ｂも、第一フランジ６１ａから第二フランジ６１ｂまで形成されている。そして、第一フランジ６１ａ側における、中心軸線Ｏ（図４等には示さない）に対する傾斜部７０ｂの傾斜角度は傾斜部７０ａの傾斜角度に等しい。
　しかしながら、第二フランジ６１ｂ側における中心軸線Ｏに対する傾斜部７０ｂの傾斜角度は傾斜部７０ａの傾斜角度よりも小さい。その結果、第二フランジ６１ｂ側における中心軸線Ｏと筒体６１ｃの側部との間の距離は、第二フランジ６１ｂ側における中心軸線Ｏと筒体６１ｃの側部との間の距離よりも、偏差Ｌ１だけ小さくなる。これにより、コイルボビン６１をより小型化できるのが分かるであろう。
　図４の中央のコイルボビン６１については、傾斜部７０ｂの傾斜角度が二つの領域で異なるようにしている。しかしながら、図面には示さないものの、傾斜部７０ｂの傾斜角度が三つ以上の領域で異なるようにしてもよい。この場合には、第一フランジ６１ａに隣接する傾斜部７０ｂの傾斜角度が、他の領域の傾斜角度よりも大きくなるようにするのが望ましく、これにより、前述したのと同様な効果を得ることができる。ただし、第二フランジ６１ｂ側における傾斜部７０ｂの傾斜角度は０°以上であるのが好ましい。
　線材５０は、傾斜角度の大きい領域よりも、傾斜角度の小さい領域において、より容易に巻回することができる。従って、相対的に傾斜角度の小さい領域を設けることにより、線材５０の巻回作業の効率を高めることができる。
　図４の右方に示される第一フランジ６１ａ側における、中心軸線Ｏに対する傾斜部７０ｃの傾斜角度は傾斜部７０ａの傾斜角度に等しい。そして、第二フランジ６１ｂ側における、中心軸線Ｏに対する傾斜部７０ｃの傾斜角度は傾斜部７０ａの傾斜角度よりも小さく、例えば０°である。
　従って、第二フランジ６１ｂ側における中心軸線Ｏと筒体６１ｃの側部との間の距離は、第二フランジ６１ｂ側における中心軸線Ｏと筒体６１ｃの側部との間の距離よりも、偏差Ｌ２だけ小さくなる。これにより、コイルボビン６１をより更に小型化できるのが分かるであろう。
　このように傾斜角度が０°の領域を有する場合には、その部分における線材５０の巻回作業の効率をさらに高めることができる。あるいは、傾斜角度が０°の場合には、傾斜部７０ｃは、筒体６１ｃの周面の第一フランジ６１ａ側にのみに形成されていると言い換えることもできる。
　図５は他の変形例を示すコイルボビンの部分断面図である。図５における第一フランジ６１ａ側および第二フランジ６１ｂ側における傾斜部７０ｄの傾斜角度は傾斜部７０ａの前述した傾斜角度と同様である。そして、傾斜部７０ｄの中央部分における傾斜角度は、第一フランジ６１ａ側および第二フランジ６１ｂ側における傾斜部７０ｄの傾斜角度よりも小さく、例えば０°である。この場合には、コイルボビン６１を小型化できると共に、線材５０の巻回作業の効率を高めることができる。
　なお、第一フランジ６１ａ側における傾斜部７０ｄの傾斜角度と第二フランジ６１ｂ側における傾斜部７０ｄの傾斜角度とが互いに異なっていてもよい。ただし、第一フランジ６１ａ側における傾斜部７０ｄの傾斜角度は、第二フランジ６１ｂ側における傾斜部７０ｄの傾斜角度よりも大きいのが好ましい。これにより、前述した効果を同様に得ることができる。
　図６Ａは第二の実施形態におけるコイルボビンの側面図であり、図６Ｂは図６Ａの線Ｂ－Ｂに沿ってみた断面図である。図６Ａにおいては、筒体６１ｃの周面の一部を示す上方側の線分は傾斜線となっているのに対し、筒体６１ｃの周面の他の一部を示す下方側の線分は第一フランジ６１ａおよび第二フランジ６１ｂに対して垂直になっている。その理由は、図６Ｂから分かるように、第二の実施形態における傾斜部７０ｅは筒体６１ｃの周面全体ではなく、周面の一部分にのみ形成されているためである。
　図６Ｂに示されるように、貫通孔６９は鉄心４１の挿入部位の形状に対応した略矩形である。従って、貫通孔６９は四つの角部８１～８４を有している。図６Ｂにおいては、傾斜部７０ｅは一つの角部８１を含む、筒体６１ｃの周面の領域に形成されている。このように、傾斜部７０ｅは少なくとも一つの角部を含む領域に形成されるのが好ましい。
　線材５０を角部８１～８４近傍において巻回するときには、線材５０が第二フランジ６１ｂに向かって特に摺動しやすい。このため、線材５０を角部８１～８４近傍において巻回するときには、線材５０が摺動するのを防止するために、角部８１～８４以外の他の部分において巻回するときよりも大きい力が必要とされる。
　従って、第二の実施形態においては、少なくとも一つの角部８１～８４の領域に傾斜部７０ｅを形成できるので、傾斜部７０ｅを形成する領域を必要最小限に調整することができる。図面には示さないものの、傾斜部７０ｅは四つの角部８１～８４のうちの二つの角部を含む領域、または三つの角部を含む領域に形成されていてもよい。このような場合にも前述したのと同様な効果を得ることができる。
　図７Ａは第三の実施形態に基づくコイルボビンの部分断面図である。図７Ａは図２Ｅの一部分に概ね相当し、前述したのと同様な傾斜部７０ａが示されている。そして、傾斜部７０ａには、突起７２が二つの角部８１、８４の間に対応した位置に形成されている。突起７２は第一フランジ６１ａから第二フランジ６１ｂに向かって少なくとも部分的に形成されているのが好ましい。
　この場合には、線材５０が突起７２に当接するので、線材５０と筒体６１ｃとの間の接触抵抗が減る。それゆえ、前述した効果を高めることが可能である。また、突起７２の上面は傾斜部７０ａと同じ傾斜角度で傾斜していてもよいが、突起７２の上面は傾斜部７０ａよりも大きい傾斜角度を有していてもよく、それにより、線材５０が第二フランジ６１ｂに向かって摺動するのをさらに防止できる。また、複数の突起７２が角部８１と角部８４との間の領域に形成されていてもよく、また、突起７２は四つの角部８１～８４のいずれかに対応した位置に形成されていてもよい。
　さらに、図７Ｂは第四の実施形態に基づくコイルボビンの部分断面図である。図７においては、傾斜部７０ａは形成されておらず、その代わりに、突起７２と同様な突起７３が角部８１と角部８４の間に対応した位置に形成されている。突起７３の上面は傾斜部７０ａと同じ傾斜角度または異なる傾斜角度で傾斜している。従って、突起７３は、筒体６１ｃの周面の一部分にのみ形成された傾斜部７０ｆともいえ、突起７３は前述した傾斜部７０ａ～７０ｅと同様な役目を果たす。
　図８Ａおよび図８Ｂはリアクトルの製造方法を説明するための斜視図である。これら図面に示されるように、コイル５１が巻回されたコイルボビン６１を対応する外周部鉄心部分２４の鉄心４１に挿入する。
　そして、図面には示さないものの、他の外周部鉄心部分２５の鉄心４２および外周部鉄心部分２６の鉄心４３にもコイルボビン６２、６３を介してコイル５２、５３をそれぞれ同様に装着する。次いで、これら外周部鉄心部分２４～２６を互いに周方向に組付け、それにより、リアクトル６が作成される。
　ところで、コイル５１を備えたコイルボビン６１が傾斜部７０ａに沿って摺動すると、第一フランジ６１ａがコイルボビン６１に押されて筒体６１ｃから離脱する可能性もある。このため、第一フランジ６１ａがリアクトル６の半径方向外側に位置するようコイルボビン６１を配置するのが好ましい。この場合にはコイルボビン６１および第一フランジ６１ａが摺動したとしても、これらが外周部鉄心２０にて停止するためである。
　これに対し、第一フランジ６１ａがリアクトル６の半径方向内側に位置するようにコイルボビン６１を配置した場合には、ギャップ１０１～１０３を通じてコイルボビン６１等が脱落する可能性もある。
　図９は他の実施形態におけるリアクトルのコア本体の頂面図である。図９に示されるコア本体５は、略八角形状の外周部鉄心２０と、外周部鉄心２０の内方に配置された、前述したのと同様な四つの鉄心コイル３１～３４とを含んでいる。これら鉄心コイル３１～３４はコア本体５の周方向に等間隔で配置されている。また、鉄心の数は４以上の偶数であるのが好ましく、それにより、コア本体５を備えたリアクトルを単相リアクトルとして使用できる。
　図面から分かるように、外周部鉄心２０は周方向に分割された四つの外周部鉄心部分２４～２７より構成されている。それぞれの鉄心コイル３１～３４は、半径方向に延びる鉄心４１～４４と該鉄心に装着されたコイル５１～５４とを含んでいる。そして、鉄心４１～４４のそれぞれの半径方向外側端部は、外周部鉄心部分２１～２４のそれぞれと一体的に形成されている。なお、鉄心４１～４４の数と、外周部鉄心部分２４～２７の数とが必ずしも一致していなくてもよい。
　さらに、鉄心４１～４４のそれぞれの半径方向内側端部は外周部鉄心２０の中心近傍に位置している。図９においては鉄心４１～４４のそれぞれの半径方向内側端部は外周部鉄心２０の中心に向かって収斂しており、その先端角度は約９０度である。そして、鉄心４１～４４の半径方向内側端部は、磁気的に連結可能なギャップ１０１～１０４を介して互いに離間している。
　図９においても、少なくとも三つのコイル５１～５４のそれぞれは、前述したのと同様なコイルボビン６１～６４に収納されている。言い換えれば、コイルボビン６１～６４は前述した傾斜部７０ａ等を備える。従って、図９に示される場合であっても、前述したのと同様な効果を得ることができる。なお、傾斜部７０ａ等を備えたコイルボビン６１～６４自体も本開示の範囲に含まれるものとする。
　以上説明した少なくとも一つの実施形態の効果としては、傾斜部が筒体の周面に少なくとも部分的に形成されているので、巻線の巻崩れを防止することができ、また、直径の異なる線材を巻回できるコイルボビンを提供できる。
　本開示の実施形態について詳述したが、本開示は上述した個々の実施形態に限定されるものではない。これらの実施形態は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、または請求の範囲に記載された内容とその均等物から導き出される本発明の思想および趣旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、置き換え、変更、部分的削除などが可能である。例えば、上述した実施形態において、各動作の順序や各処理の順序は、一例として示したものであり、これらに限定されるものではない。また、上述した実施形態の説明に数値又は数式が用いられている場合も同様である。さらに、前述した実施形態の幾つかを適宜組み合わせることは本開示の範囲に含まれる。
　上記実施形態および変型例に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
　コイルボビンにおいて、
　線材が巻付けられるべき周面を有する筒体と、
　該筒体の一端に配置された第一フランジと、
　前記筒体の他端に配置された第二フランジと、を具備し、
　前記第一フランジに隣接する前記筒体の前記周面の少なくとも一部分には、前記コイルボビンの中心軸線に向かって傾斜する傾斜部が形成されている、コイルボビン。
（付記２）
　前記筒体は、前記コイルボビンの中心軸線に対して垂直な平面において四つの角部を含む矩形であり、
　前記傾斜部は、前記四つの角部のうちの少なくとも一つに対応するよう形成されている、付記１に記載のコイルボビン。
（付記３）
　前記傾斜部は前記第一フランジから前記第二フランジまで延びている、付記１に記載のコイルボビン。
（付記４）
　前記コイルボビンの中心軸線に対する前記傾斜部の傾斜角度は、前記第一フランジから前記第二フランジに向かって小さくなるようにした、付記３に記載のコイルボビン。
（付記５）
　コイルボビンにおいて、
　線材が巻付けられるべき周面を有する筒体と、
　該筒体の一端に配置された第一フランジと、
　前記筒体の他端に配置された第二フランジと、を具備し、
　前記第一フランジに隣接する前記筒体の前記周面の断面積は、前記第二フランジに隣接する前記筒体の前記周面の断面積よりも小さいようにした、コイルボビン。
（付記６）
　複数の外周部鉄心部分から構成された外周部鉄心と、
　前記複数の外周部鉄心部分に結合された少なくとも三つの鉄心と、
　請求項１に記載のコイルボビンに巻回されていて前記少なくとも三つの鉄心に嵌挿されたコイルと、を含んでおり、
　前記少なくとも三つの鉄心のうちの一つの鉄心と該一つの鉄心に隣接する他の鉄心との間には磁気的に連結可能なギャップが形成されている、リアクトル。
（付記７）
　前記少なくとも三つの鉄心およびコイルの数が３の倍数である、付記６に記載のリアクトル。
（付記８）
　前記少なくとも三つの鉄心およびコイルの数が４以上の偶数である、付記６に記載のリアクトル。
　　５　　　コア本体
　　６　　　リアクトル
　２０　　　外周部鉄心
　２４～２７　　　外周部鉄心部分
　３１～３４　　　鉄心コイル
　４１～４４　　　鉄心
　５０　　　線材
　５１～５４　　　コイル
　６１～６４　　　コイルボビン
　６１ａ　　　第一フランジ
　６１ｂ　　　第二フランジ
　６１ｃ　　　筒体
　６９　　　開口部
　７０ａ～７０ｆ　　　傾斜部
　７２、７３　　　突起
　８１～８４　　　角部
１０１～１０４　　　ギャップ

Claims (8)

  1. 　コイルボビンにおいて、
    　線材が巻付けられるべき周面を有する筒体と、
    　該筒体の一端に配置された第一フランジと、
    　前記筒体の他端に配置された第二フランジと、を具備し、
    　前記第一フランジに隣接する前記筒体の前記周面の少なくとも一部分には、前記コイルボビンの中心軸線に向かって傾斜する傾斜部が形成されている、コイルボビン。
  2. 　前記筒体は、前記コイルボビンの中心軸線に対して垂直な平面において四つの角部を含む矩形であり、
    　前記傾斜部は、前記四つの角部のうちの少なくとも一つに対応するよう形成されている、請求項１に記載のコイルボビン。
  3. 　前記傾斜部は前記第一フランジから前記第二フランジまで延びている、請求項１に記載のコイルボビン。
  4. 　前記コイルボビンの中心軸線に対する前記傾斜部の傾斜角度は、前記第一フランジから前記第二フランジに向かって小さくなるようにした、請求項３に記載のコイルボビン。
  5. 　コイルボビンにおいて、
    　線材が巻付けられるべき周面を有する筒体と、
    　該筒体の一端に配置された第一フランジと、
    　前記筒体の他端に配置された第二フランジと、を具備し、
    　前記第一フランジに隣接する前記筒体の前記周面の断面積は、前記第二フランジに隣接する前記筒体の前記周面の断面積よりも小さいようにした、コイルボビン。
  6. 　複数の外周部鉄心部分から構成された外周部鉄心と、
    　前記複数の外周部鉄心部分に結合された少なくとも三つの鉄心と、
    　請求項１に記載のコイルボビンに巻回されていて前記少なくとも三つの鉄心に嵌挿されたコイルと、を含んでおり、
    　前記少なくとも三つの鉄心のうちの一つの鉄心と該一つの鉄心に隣接する他の鉄心との間には磁気的に連結可能なギャップが形成されている、リアクトル。
  7. 　前記少なくとも三つの鉄心およびコイルの数が３の倍数である、請求項６に記載のリアクトル。
  8. 　前記少なくとも三つの鉄心およびコイルの数が４以上の偶数である、請求項６に記載のリアクトル。
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