JP2016207749A - コイル部品およびコイル部品の成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コイル要素の軸方向の長さを短くすることができるコイル部品およびコイル部品の成形方法を提供する。【解決手段】コイル部品２０は、第１のコイル要素３０と第２のコイル要素４０と連結部５０を備える。第１のコイル要素３０は、平角線６０のエッジワイズ巻きによって形成される。第２のコイル要素４０は、平角線６０のエッジワイズ巻きによって第１のコイル要素３０とは巻き方向が逆に形成され、軸線Ｌｓ２が第１のコイル要素３０の軸線Ｌｓ１と平行となる状態で並設される。連結部５０は、平角線６０で形成され、第１のコイル要素３０と第２のコイル要素４０との間において第１のコイル要素３０および第２のコイル要素４０を連結する。第１のコイル要素３０および第２のコイル要素４０は、軸方向から見て円形をなし、連結部５０は、３箇所のフラットワイズ曲げ部５１，５２，５３を有する。【選択図】図４

Description

本発明は、コイル部品およびコイル部品の成形方法に関するものである。

コイル部品として、特許文献１において、図９に示すように、１本の平角線１００を用いて第１のコイル要素１０１と第２のコイル要素１０２をエッジワイズ巻きによって形成している。また、両コイル要素１０１，１０２の連結部１０３において、中央寄りの２箇所の角部１０４，１０５をエッジワイズ曲げで形成し、中央から離れた部位での２箇所の角部１０６，１０７をフラットワイズ曲げで形成している。

特許第５４８２４３２号公報

ところで、コイル要素の軸方向の長さ（図９のＨ寸法）を短くすることが望まれている。コイル要素の軸方向の長さを短くすべく平角線の厚さを薄くするとともに平角線での断面積を確保すべく平角線の幅を広くすることになる。平角線の幅を広くすると、エッジワイズ曲げによる角部における曲げ半径が大きくなり、そのため、連結部におけるエッジワイズ曲げによる角部での内周側がより圧縮されてシワの発生・厚肉化が生じやすくなるとともにエッジワイズ曲げによる角部での外周側がより延ばされて絶縁膜の剥がれが発生しやすくなる。このように連結部のエッジワイズ曲げは困難となってしまう。

本発明の目的は、コイル要素の軸方向の長さを短くすることができるコイル部品およびコイル部品の成形方法を提供することにある。

請求項１に記載の発明では、平角線のエッジワイズ巻きによって形成される第１のコイル要素と、前記平角線のエッジワイズ巻きによって前記第１のコイル要素とは巻き方向が逆に形成され、軸線が前記第１のコイル要素の軸線と平行となる状態で並設される第２のコイル要素と、前記平角線で形成され、前記第１のコイル要素と前記第２のコイル要素との間において前記第１のコイル要素および前記第２のコイル要素を連結する連結部と、を備えてなるコイル部品において、前記第１のコイル要素および前記第２のコイル要素は、軸方向から見て円形をなし、前記連結部は、３箇所のフラットワイズ曲げ部を有することを要旨とする。

請求項１に記載の発明によれば、第１のコイル要素は平角線のエッジワイズ巻きによって形成され、第２のコイル要素は平角線のエッジワイズ巻きによって第１のコイル要素とは巻き方向が逆に形成され、軸線が第１のコイル要素の軸線と平行となる状態で並設される。連結部は平角線で形成され、第１のコイル要素と第２のコイル要素との間において第１のコイル要素および第２のコイル要素を連結する。また、第１のコイル要素および第２のコイル要素は、軸方向から見て円形をなし、連結部は３箇所のフラットワイズ曲げ部を有し、連結部を３箇所のフラットワイズ曲げにより形成することができる。よって、薄肉・幅広の平角線を用いても連結部の加工が容易となり、薄肉の平角線を用いることによりコイル要素の軸方向の長さを短くすることができる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のコイル部品において、前記連結部における３箇所のフラットワイズ曲げ部のうちの１箇所のフラットワイズ曲げ部は、折り返されていることを要旨とする。

請求項２に記載の発明によれば、突出量を抑制することが可能となる。
請求項３に記載のように、請求項２に記載のコイル部品において、前記連結部における折り返されているフラットワイズ曲げ部は、互いに対向する対向部を有することを要旨とする。

請求項３に記載の発明によれば、対向部によって突出量をより抑制することが可能となる。
請求項４に記載の発明は、軸方向から見て円形をなす第１および第２のコイル要素を、１本の平角線のエッジワイズ巻きによって、前記第１のコイル要素および前記第２のコイル要素の間における連結部となる中間部を残して形成する第１工程と、前記第１工程の後に、前記中間部において３箇所でフラットワイズ曲げを行うことにより連結部を、軸線が平行となる状態で並設された前記第１および第２のコイル要素の間に配する第２工程と、を有することを要旨とする。

請求項４に記載の発明によれば、請求項１に記載のコイル部品を成形することができる。

本発明によれば、コイル要素の軸方向の長さを短くすることができる。

実施形態におけるリアクトルの斜視図。 リアクトルの平面図（図１のＡ矢視図）。 リアクトルの正面図（図１のＢ矢視図）。 コイル部品の斜視図。 コイル部品の連結部の斜視図。 コイル部品の正面図（図４のＣ矢視図）。 コイル部品の成形工程を説明するための斜視図。 コイル部品の成形工程を説明するための正面図（図７のＤ矢視図）。 背景技術を説明するためのコイル部品の斜視図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１，２，３に示すように、リアクトル１０は、コイル部品２０とＵＵ型コア１１を備えている。

ＵＵ型コア１１はＵ型コア１２とＵ型コア１３により構成されている。Ｕ型コア１２は断面が四角形状をなし、図２の平面視においてＵ字状をなしている。同様に、Ｕ型コア１３も断面が四角形状をなし、図２の平面視においてＵ字状をなしている。Ｕ型コア１２における両端面とＵ型コア１３における両端面とが接近して対向配置されている。

Ｕ型コア１２とＵ型コア１３との両対向配置面のうちの一方の対向配置面付近における周囲には円環状の第１のコイル要素３０が巻回されている。また、Ｕ型コア１２とＵ型コア１３との両対向配置面のうちの他方の対向配置面付近における周囲には円環状の第２のコイル要素４０が巻回されている。

図４，６に示すように、コイル部品２０は、第１のコイル要素３０と第２のコイル要素４０と連結部５０（図５参照）を備える。第１のコイル要素３０は、平角線６０のエッジワイズ巻きによって形成されている。第２のコイル要素４０は、平角線６０のエッジワイズ巻きによって形成されている。

平角線６０は銅よりなり、表面が絶縁膜で被覆されている。平角線６０は、コイル要素３０，４０の軸方向の長さを短くすべく厚さが薄いものが使用されるとともに断面積を確保すべく幅が広いものを使用している。

第１のコイル要素３０は円筒状をなしており、直線的に延びる軸線Ｌｓ１を有する。第１のコイル要素３０は軸方向から見て円形をなしている。同様に、第２のコイル要素４０は円筒状をなしており、直線的に延びる軸線Ｌｓ２を有する。第２のコイル要素４０は軸方向から見て円形をなしている。第１のコイル要素３０および第２のコイル要素４０は、平角線を薄肉・幅広にすることによりエッジワイズ巻きしにくくなるので、円筒状（軸方向から見て円形）にしている。詳しくは、本実施形態ではコイル要素３０，４０は、軸方向から見て真円形状をなしている。

第１のコイル要素３０の平角線６０の巻き方向と第２のコイル要素４０の平角線６０の巻き方向とは、互いに逆になっている。即ち、第２のコイル要素４０は平角線６０のエッジワイズ巻きによって第１のコイル要素３０とは巻き方向が逆に形成されている。

また、第１のコイル要素３０の軸線Ｌｓ１と第２のコイル要素４０の軸線Ｌｓ２とは、平行になっている。即ち、第２のコイル要素４０は軸線Ｌｓ２が第１のコイル要素３０の軸線Ｌｓ１と平行となる状態で並設されている。並列状に並んで配置されている第１のコイル要素３０および第２のコイル要素４０は、図７，８に示すように１本の平角線６０をエッジワイズ巻きにより巻回して形成したものである。

また、図４，５，６に示すように、連結部５０は、平角線６０で形成され、第１のコイル要素３０と第２のコイル要素４０との間において第１のコイル要素３０および第２のコイル要素４０を連結している。円形の第１のコイル要素３０の接線方向から連結部５０の一端側が直線的に延びている（図６参照）。また、円形の第２のコイル要素４０の接線方向から連結部５０の他端側が直線的に延びている（図６参照）。より詳しくは、図６において、円環状の第１のコイル要素３０における時計の文字盤での約１時の位置から右側下方に向かって連結部５０が延びている。また、図６において、円環状の第２のコイル要素４０における時計の文字盤での約７時の位置から左側上方に向かって連結部５０が延びている。

コイル部品２０の連結部５０は、両コイル要素３０，４０における対向する側面３２，４２（図６参照）から互いに接近する方向に向かって延びており、さらに、両コイル要素３０，４０の中間位置において図２に示すように軸方向に延びている。即ち、連結部５０は、両コイル要素３０，４０よりも外径側に延びているとともに、両コイル要素３０，４０間において軸方向に突出している。即ち、連結部５０は、平角線６０を３箇所でのフラットワイズ曲げによりコイル要素３０，４０の軸方向に突出するように構成されている。

コイル部品２０の連結部５０は、図５に示すように、３箇所のフラットワイズ曲げ部５１，５２，５３、即ち、第１のフラットワイズ曲げ部５１と第２のフラットワイズ曲げ部５２と第３のフラットワイズ曲げ部５３を有する。第１のフラットワイズ曲げ部５１は中央に位置し、第２のフラットワイズ曲げ部５２と第３のフラットワイズ曲げ部５３は中央から離れて位置している。

第１のフラットワイズ曲げ部５１は、曲げ線Ｌｂ１（図７，８参照）でフラットワイズ曲げにより折り返されている。図５に示すように、折り返しにより２重にされた第１のフラットワイズ曲げ部５１は、互いに対向する対向部５５，５６を有する。対向部５５，５６は三角形状をなしている。

第２のフラットワイズ曲げ部５２は、曲げ線Ｌｂ２（図８参照）においてフラットワイズ曲げにより直角（９０°）に曲げられている。同様に、第３のフラットワイズ曲げ部５３は、曲げ線Ｌｂ３（図８参照）においてフラットワイズ曲げにより直角（９０°）に曲げられている。

このようにして、図５に示すように、連結部５０における３箇所のフラットワイズ曲げ部５１，５２，５３のうちの１箇所のフラットワイズ曲げ部５１は、折り返されている。この連結部５０における折り返されているフラットワイズ曲げ部５１は、互いに対向する対向部５５，５６を有する。そして、第１、第２、第３のフラットワイズ曲げ部５１，５２，５３の３箇所でのフラットワイズ曲げにより両コイル要素３０，４０が、軸線Ｌｓ１，Ｌｓ２（図４，６参照）が平行となる状態で並設されている。

また、図４，６に示すように、コイル部品２０の第１のコイル要素３０において平角線６０の一端３１が上方（外径側）に突出しており、接続端子として用いられる。同様に、第２のコイル要素４０において平角線６０の他端４１が上方（外径側）に突出しており、接続端子として用いられる。

次に、リアクトル１０の製造方法について説明する。
まず、コイル部品２０の成形方法について述べる。
第１および第２のコイル要素３０，４０を、１本の平角線６０のエッジワイズ巻きによって、第１のコイル要素３０および第２のコイル要素４０の間における連結部５０となる中間部５７を残して形成する（第１工程）。第１のコイル要素３０および第２のコイル要素４０はそれぞれ軸方向から見て円形をなすように形成されるとともに中間部５７はコイル要素３０，４０の外径側から突出するように形成される。その後に、連結部５０となる中間部５７において、図７，８に示すように曲げ線Ｌｂ１でフラットワイズ曲げにより折り返して第１のフラットワイズ曲げ部５１を形成する。

さらに、連結部５０となる部位において、図８に示す曲げ線Ｌｂ２および曲げ線Ｌｂ３でフラットワイズ曲げにより９０°折り曲げて第２のフラットワイズ曲げ部５２および第３のフラットワイズ曲げ部５３を形成する。

このようにして、中間部５７において３箇所でフラットワイズ曲げを行うことにより、図４に示すように、連結部５０を、軸線Ｌｓ１，Ｌｓ２が平行となる状態で並設された第１および第２のコイル要素３０，４０の間に配する（第２工程）。

このように、コイリング中に一度折り折り返し、その後、２箇所で９０°曲げることで連結部５０を作成する。つまり、３箇所でフラットワイズ曲げを行うことによって、第１のコイル要素３０と第２のコイル要素４０との間において、第１および第２のコイル要素３０，４０の軸線方向に延びる連結部５０を配する。

なお、３箇所のフラットワイズ曲げの順番は問わない。
引き続き、図１，２，３に示すように、コイル要素３０，４０にＵ型コア１２，１３の先端部を挿入してＵ型コア１２，１３における両端面同士を接近して対向配置させる。その結果、リアクトル１０が製造される。

このようにして、図９において、コイル要素１０１，１０２の軸方向の長さ（図９のＨ寸法に相当）を短くすることが望まれており、コイル要素１０１，１０２の軸方向の長さを短くすべく平角線１００の厚さを薄くするとともに平角線１００での断面積を確保すべく平角線１００の幅を広くすることになる。平角線１００の幅を広くすると、エッジワイズ曲げによる連結部１０３の角部およびコイル要素１０１，１０２の角部における曲げ半径が大きくなる。そのため、連結部１０３およびコイル要素１０１，１０２におけるエッジワイズ曲げによる角部での内周側がより圧縮されてシワの発生・厚肉化が生じやすくなるとともにエッジワイズ曲げによる角部での外周側がより延ばされて絶縁膜の剥がれが発生しやすくなる。また、平角線１００が薄肉・幅広となることによりエッジワイズ曲げ（およびエッジワイズ巻き）そのものの加工の難易度もアップしてしまい、特許文献１のように、２つのコイル要素の連結部を２箇所のエッジワイズ曲げにより成形することが困難となってしまう。

本実施形態においては３箇所のフラットワイズ曲げ部５１，５２，５３により連結部５０を容易に形成できる。
具体的には、例えば、平角線（銅線）６０の厚さを１．５ｍｍから０．５ｍｍにして曲げ半径を２．５ｍｍから１５ｍｍにする。この場合にもコイル要素３０，４０での外周側において絶縁膜の剥がれが発生しにくい。また、コイル要素３０，４０での内周側においてシワになりにくく厚肉にもなりにくい。

以上のごとく、本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）コイル部品２０の構造として、第１のコイル要素３０を備え、第１のコイル要素３０は、平角線６０のエッジワイズ巻きによって形成される。また、第２のコイル要素４０を備え、第２のコイル要素４０は、平角線６０のエッジワイズ巻きによって第１のコイル要素３０とは巻き方向が逆に形成され、軸線Ｌｓ２が第１のコイル要素３０の軸線Ｌｓ１と平行となる状態で並設されている。さらに、連結部５０を備え、連結部５０は、平角線６０で形成され、第１のコイル要素３０と第２のコイル要素４０との間において第１のコイル要素３０および第２のコイル要素４０を連結している。ここで、第１のコイル要素３０および第２のコイル要素４０は、軸方向から見て円形をなし、連結部５０は、３箇所のフラットワイズ曲げ部５１，５２，５３を有する。

よって、薄肉・幅広の平角線を用いても連結部５０の加工が容易となり、薄肉の平角線６０を用いることにより同じターン数（巻数）ならばコイル要素３０，４０の軸方向の長さＨ（図４参照）を短くすることができる。また、特許文献１に比べ連結部のエッジワイズ部が無くなり、工程の簡素化が図られる。これによりコストダウンを図ることができる。

（２）連結部５０における３箇所のフラットワイズ曲げ部５１，５２，５３のうちの１箇所のフラットワイズ曲げ部５１は、折り返されている。よって、突出量（図２のＪ寸法）を抑制することが可能となる。

（３）連結部５０における折り返されているフラットワイズ曲げ部５１は、互いに対向する対向部５５，５６を有する。これにより、図９に示したコイル部品での連結部１０３においては重なり部分（対向部）が無いが、本実施形態では重なり部分を設けることにより、即ち、対向部５５，５６によって突出量（図２のＪ寸法）をより抑制することが可能となる。

（４）図２においてＪ寸法、即ち、連結部５０におけるコイル要素３０，４０の軸方向の長さを図９に示したコイル部品よりも抑えることが可能となる。そのため、コイル要素３０，４０の軸方向の長さであるＨ寸法よりも連結部５０の突出寸法（突出量）Ｊが大きくなることを防止することができる。

（５）コイル部品の成形方法として、第１工程と第２工程とを有する。第１工程は、軸方向から見て円形をなす第１および第２のコイル要素３０，４０を、１本の平角線６０のエッジワイズ巻きによって、第１のコイル要素３０および第２のコイル要素４０の間における連結部５０となる中間部５７を残して形成する。第２工程は、第１工程の後に、中間部５７において３箇所でフラットワイズ曲げを行うことにより連結部５０を、軸線Ｌｓ１，Ｌｓ２が平行となる状態で並設された第１および第２のコイル要素３０，４０の間に配する。これにより、上記（１）のコイル部品２０を成形することができる。

（６）１本の平角線６０を用いて２連のコイル要素３０，４０を連結部５０で連結する構成とすることにより２つのコイル要素（３０，４０）を溶接等により連結する場合に比べ連結工程（溶接等）を削減することができる。また、少なくとも２部品から１部品にでき、部品点数を減らすことにより部品管理が容易となる。

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
・平角線はその断面形状は問わない。例えば、断面が正方形でも長方形でもよい。また、短辺に比べて長辺がより長い扁平なる形状であってもよい。

２０…コイル部品、３０…第１のコイル要素、４０…第２のコイル要素、５０…連結部、５１…第１のフラットワイズ曲げ部、５２…第２のフラットワイズ曲げ部、５３…第３のフラットワイズ曲げ部、５５…対向部、５６…対向部、５７…中間部、６０…平角線、Ｌｓ１…軸線、Ｌｓ２…軸線。

Claims (4)

1. 平角線のエッジワイズ巻きによって形成される第１のコイル要素と、
   前記平角線のエッジワイズ巻きによって前記第１のコイル要素とは巻き方向が逆に形成され、軸線が前記第１のコイル要素の軸線と平行となる状態で並設される第２のコイル要素と、
   前記平角線で形成され、前記第１のコイル要素と前記第２のコイル要素との間において前記第１のコイル要素および前記第２のコイル要素を連結する連結部と、
   を備えてなるコイル部品において、
   前記第１のコイル要素および前記第２のコイル要素は、軸方向から見て円形をなし、
   前記連結部は、３箇所のフラットワイズ曲げ部を有することを特徴とするコイル部品。
2. 前記連結部における３箇所のフラットワイズ曲げ部のうちの１箇所のフラットワイズ曲げ部は、折り返されていることを特徴とする請求項１に記載のコイル部品。
3. 前記連結部における折り返されているフラットワイズ曲げ部は、互いに対向する対向部を有することを特徴とする請求項２に記載のコイル部品。
4. 軸方向から見て円形をなす第１および第２のコイル要素を、１本の平角線のエッジワイズ巻きによって、前記第１のコイル要素および前記第２のコイル要素の間における連結部となる中間部を残して形成する第１工程と、
   前記第１工程の後に、前記中間部において３箇所でフラットワイズ曲げを行うことにより連結部を、軸線が平行となる状態で並設された前記第１および第２のコイル要素の間に配する第２工程と、
   を有することを特徴とするコイル部品の成形方法。