(57)【要約】  コンパクトで生産性の良い整列多層巻きコイルとその製造装置、ならびにその整列多層巻きコイルを応用した電気装置、無誘導抵抗を提供すること。  絶縁電線１０を同一方向に整列に巻回した巻線層を２つ以上備えた整列多層巻きコイルであって、各層毎にリード線がコイルの両端部から導出されており、一方の端部から導出されている各層毎のリード線を一方の端子に接続し、他方の端部の各層毎のリード線を他方の端子に接続し、各層毎の巻線層のコイルが回路上並列に接続されたことを特徴とする整列多層巻きコイル。及び、絶縁電線を同一方向に整列に巻回した巻線層を２つ以上備えた整列多層巻きコイルであって、各層の整列巻きコイルが回路上直列に接続されたことを特徴とする整列多層巻きコイル。
2008129756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁電線を同一方向に整列に巻回した巻線層を２つ以上備えた整列多層巻きコイルであって、各層毎にリード線がコイルの両端部から導出されている整列多層巻きコイル。
【請求項２】
請求項１に記載の整列多層巻きコイルであって、
一方の端部から導出されている各層毎のリード線を一方の端子に接続し、他方の端部の各層毎のリード線を他方の端子に接続し、各層毎の巻線層のコイルが回路上並列に接続されたことを特徴とする整列多層巻きコイル。
【請求項３】
絶縁電線を同一方向に整列に巻回した巻線層を２つ以上備えた整列多層巻きコイルであって、各層の整列巻きコイルが回路上直列に接続されたことを特徴とする整列多層巻きコイル。
【請求項４】
請求項３に記載の整列多層巻きコイルであって、
前記整列多層巻きコイルのインダクタンスを調整するために特定の層の巻き数を調整した整列多層巻きコイル。
【請求項５】
請求項１または２に記載の整列多層巻きコイルを製造することができる整列多層巻きコイル製造装置。
【請求項６】
請求項３または４に記載の整列多層巻きコイルを製造することができる整列多層巻きコイル製造装置。
【請求項７】
請求項１または２に記載の整列多層巻きコイルを用いた電気装置。
【請求項８】
請求項３または４に記載の整列多層巻きコイルを用いた無誘導抵抗。
【請求項９】
請求項１から４のいずれかに記載の整列多層巻きコイルに用いられる整列多層巻きコイル用巻枠。
【請求項１０】
１列整列巻きの円盤状コイルを複数積み重ね、巻始め線同士、巻終わり線同士を接続し、各々のコイルを並列接続してなる整列巻き多層コイル。
【請求項１１】
請求項１０の整列巻き多層コイルであって、素線に平角線を使用してなる整列巻き多層コイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁電線を整列に巻回した巻線層を２つ以上備えた整列多層巻きコイル、整列多層巻きコイル製造装置、ならびにその整列多層巻きコイルを応用した電気装置、無誘導抵抗に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、各種の電気機器において一般にマグネットワイヤと呼ばれる絶縁電線を巻回したコイルが数多く使用されてきた。これらのコイルは目的によって高電圧を発生させる変圧器に使用されるものがある。高電圧を発生させるために二次側の巻き線数を多くする。２次側巻線内の隣接する絶縁電線間で高い電位差が発生すると絶縁電線の絶縁耐圧を超えて短絡するいわゆるレアショートが発生し機器が損傷する。【０００３】
これを避けるために、絶縁電線５４０を図１３のように絶縁物で隔てた巻き枠５００に段階的に側壁５１０、中間壁５２０を設けて使用電圧に対応して中間壁数を多くして部分的に巻線を行っていた。しかし絶縁物で隔てた巻き枠５００を設けたので小型にすることが難しくコスト高となる。すなわち、体積的にも大きくなり、小型を要求する機器には適切ではなかった。また、指向性が高く、明るく遠くまでクッキリと対象物を照らすことから自動車に需要が拡大しているＨＩＤ（Ｈｉｇｈ  Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  Ｌａｍｐ）用には点灯のために一時的に高電圧が発生し、点灯後大電流が流れるので導体断面積が必要であり、かつ小型化が要求されるために平角電線が用いられることが多かった。しかし、平角電線は高価でかつ作業性が悪いという問題があった。【０００４】
さらに、スピーカのボイスコイルにはインダクタンス分をおさえて狭い空間に大きな電流を流す必要があり、平角電線が高級品スピーカのボイスコイルに用いられることが多い。【０００５】
これらのコイルは目的によっては、プリント基板に直接実装されるものがある。この場合、電源回路等に使用されるコイルは、インダクタンス分をおさえて狭い空間に大きな電流を流す必要があり、平角電線がこれらのコイルに用いられることが多かった。【０００６】
しかし、平角電線は特殊で市場性がなく高価でかつ作業性が悪いという問題があった。また、バイファイラ巻きとして２本の線を同時に巻く方法もあるが２本の線が絡み合うという問題があり特別な工夫が必要であった。【０００７】
関連する従来技術としては、２本以上の線材を巻芯に並列に整列巻きする場合において、線材に送りをかけ下層と上層の線材が交差する面における巻芯外径方向への膨らみが大きくならない多層コイルの提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。しかし、専用の特別な装置を必要とする等の問題があった。
【特許文献１】特開２００６−２４５２９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、以上のような問題を解決して、コンパクトで生産性の良い整列多層巻きコイルとその製造装置、ならびにその整列多層巻きコイルを応用した電気装置、無誘導抵抗を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、整列巻きコイルを各層毎に並列に端子に接続する場合と直列に接続する場合とを使い分けることの有用性を見出し、下記の発明を完成するに至った。【００１０】
（１）  絶縁電線を同一方向に整列に巻回した巻線層を２つ以上備えた整列多層巻きコイルであって、各層毎にリード線がコイルの両端部から導出されている整列多層巻きコイル。【００１１】
（２）  一方の端部から導出されている各層毎のリード線を一方の端子に接続し、他方の端部の各層毎のリード線を他方の端子に接続し、各層毎の巻線層のコイルが回路上並列に接続されたことを特徴とする（１）に記載の整列多層巻きコイル。【００１２】
（１）から（２）の発明に係る整列多層巻きコイルは、同一方向に整列に巻回しており、各層毎にリード線がコイルの両端部から導出されていて、一方の端部から導出されている各層毎のリード線を一方の端子に接続し、他方の端部の各層毎のリード線を他方の端子に接続し、各層毎の巻線層のコイルが回路上並列に接続されている。【００１３】
したがって、このコイルの両端に電源を接続して電流を流した場合に、各層毎のコイルに流れる電流により発生する磁界の方向が同一である。したがって、整列巻をした巻き線の断面積に層数を乗じた断面積の巻き線が巻かれているのと略同様な効果がある。【００１４】
また、整列巻きとなっているので一つ層の個々の隣接する絶縁電線に発生す電位差は、並列に接続されたコイルの間に発生する電圧を一つ層の巻き数で除した電圧となる。また、個々のコイル層間で隣接する絶縁電線に加わる電圧は、ほぼゼロに近い値もしくは、コイルの間に発生する電圧を一つ層の巻き数で除した電圧となる。これは、これらの層のコイルが並列に接続されているからである。【００１５】
したがって、適切な絶縁抵抗をもつ皮膜の絶縁電線を使用することにより、レアーショート等の絶縁不良を起こすことを防止することができる。このようにして、特殊な平角線を用いることなく電流容量の大きくレアーショート等の絶縁不良を起こすことのない絶縁性に優れてコンパクトな整列多層巻きコイルが得られる。【００１６】
（３）  絶縁電線を同一方向に整列に巻回した巻線層を２つ以上備えた整列多層巻きコイルであって、各層の整列巻きコイルが回路上直列に接続されたことを特徴とする整列多層巻きコイル。【００１７】
（４）前記整列多層巻きコイルのインダクタンスを調整するために特定の層の巻き数を調整した（３）に記載の整列多層巻きコイル。【００１８】
（３）から（４）に係る発明は、奇数層の整列巻きコイルと偶数層の整列巻きコイルとが直列に接続されている点が、上記の（２）に係る発明と異なる。【００１９】
したがって、このコイルの両端に電源を接続して電流を流した場合に、各層のコイルに流れる電流により発生する磁界の方向が互いに打ち消しあう。また、整列巻きコイルのインダクタンスを調整するために特定の層の巻き数を適切に調整することによりインダクタンスを実質上でゼロとなるほど小さくすることができる。このようにして無誘導抵抗を提供することができる。なお、特定の層は最も外側の層であることが望ましい。最も外側の層は巻線数の調整が行い易いからである。【００２０】
（５）  （１）または（２）の整列多層巻きコイルを製造することができる整列多層巻きコイル製造装置。【００２１】
（６）  （３）または（４）の整列多層巻きコイルを製造することができる整列多層巻きコイル製造装置。【００２２】
（７）  （１）または（２）の整列多層巻きコイルを用いた電気装置。【００２３】
（１）または（２）の整列多層巻きコイルを電気装置に用いることにより、平角線を用いたコイルよりもコストを低減でき、同等以上の品質のものを提供することができる。電気装置は、スピーカまたは、変圧器であることが望ましいが、これに限られるものではない。【００２４】
電気装置が、スピーカである場合は、（２）に記載の整列多層巻きコイルをボイスコイルとしてスピーカに用いることにより、平角線を用いたボイスコイルよりもコストを低減でき、同等以上の音質のスピーカを提供することができる。【００２５】
また、（２）に記載の整列多層巻きコイルを変圧器に用いることにより、平角線を用いた変圧器よりもコストを低減でき、同等以上の性能を持つ変圧器を提供することができる。【００２６】
（８）  （３）または（４）に記載の整列多層巻きコイルを用いた無誘導抵抗。【００２７】
（３）または（４）の記載の整列多層巻きコイルを抵抗として用いることによりインダクタンスの小さい抵抗を提供することができる。【００２８】
（９）  （１）から（５）のいずれかの整列多層巻きコイル用巻枠。【００２９】
（９）の整列多層巻きコイル用巻枠を本発明の（５）または（６）の整列多層巻きコイル製造装置とともに用いることにより、本発明の整列多層巻きコイルを製造することができる。【００３０】
また、本発明者らは、１列整列巻きの円盤状コイルを複数積み重ね、巻始め線同士、巻終わり線同士を接続ことの有用性を見出し、下記の発明をも完成するに至った。【００３１】
（１０）  １列整列巻きの円盤状コイルを複数積み重ね、巻始め線同士、巻終わり線同士を接続し、各々のコイルを並列接続してなる整列巻き多層コイル。【００３２】
（１０）の発明に係る整列巻き多層コイルは、１列多層巻きの円盤状コイルを複数積み重ね、巻始め線同士、巻終わり線同士を接続し、各々のコイルが並列接続されている。【００３３】
したがって、このコイルの両端に電源を接続して電流を流した場合に、各層毎のコイルに流れる電流により発生する磁界の方向が同一である。したがって、整列巻きをした巻線の断面積に層数を乗じた断面積の巻線が巻かれているのと略同様な効果がある。【００３４】
また、整列巻きとなっているので一つ層の個々の隣接する絶縁電線に発生す電位差は、並列に接続されたコイルの間に発生する電圧を一つ層の巻き数で除した電圧となる。また、個々のコイル層間で隣接する絶縁電線に加わる電圧は、ほぼゼロに近い値もしくは、コイルの間に発生する電圧を一つ層の巻き数で除した電圧となる。これは、これらの層のコイルが並列に接続されているからである。【００３５】
したがって、適切な絶縁抵抗をもつ皮膜の絶縁電線を使用することにより、レアーショート等の絶縁不良を起こすことを防止することができる。このようにして、特殊な平角線を用いることなく電流容量が大きくレアーショート等の絶縁不良を起こすことのない絶縁性に優れてコンパクトな整列巻き多層コイルが得られる。【００３６】
（１１）  （１０）の整列巻き多層コイルであって、素線に平角線を使用してなる整列巻き多層コイル。【００３７】
（１１）の発明に係る整列巻き多層コイルは素線に平角線を用いているが、巻始め線同士、巻終わり線同士を平角線によらない並列接続をすることができるので、従来の、特に多層間の渡りの部分で作業性が悪いという問題を解決することができる。また、平角線は導体のコーナ部にも均一に絶縁皮膜が形成されたリボン線によることが望ましい。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、一般にマグネットワイヤと呼ばれる絶縁電線を使用して、特殊な平角線を用いることなく電流容量の大きくレアーショート等の絶縁不良を起こすことのない電気的安全性に優れ、かつコンパクトな整列多層巻きコイルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態に係る並列に接続された整列多層巻きコイルの斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る整列多層巻きコイル用巻枠の３面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る整列多層巻きコイル製造装置の動作を示す概念図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る直列に接続された整列多層巻きコイルの３面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る整列多層巻きコイル製造装置の動作を示す概念図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る並列に接続された整列多層巻きコイルの３面図である。
【図７】一般的な動電直接放射スピーカの構造である。
【図８】コイル幅と非直線ひずみの関係を示す図である。
【図９】本発明の並列に接続された整列多層巻きコイルをスピーカのボイスコイルとしての実施例である。
【図１０】本発明に係る並列に接続した整列多層巻きコイルを使用した高電圧変圧器である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る絶縁電線を半径方向に整列に巻回した巻線層をもつ整列巻き多層コイルを示す図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る平角線半径方向に整列に巻回した巻線層をもつ整列巻き多層コイルを示す図である。
【図１３】従来の高電圧用巻線コイル。
【符号の説明】
【００４０】
１０  絶縁電線
１１１、１１３  整列巻きコイルの奇数層
１１２、１１４  整列巻きコイルの偶数層
７０  整列多層巻きコイル用巻枠
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明を実施するための形態について図を参照しながら説明する。なお、これはあくまでも一例であって、本発明の技術的範囲はこれに限られるものではない。
【００４２】
［第１の実施例］
第１の実施例は、並列に接続された整列多層巻きコイルである。図１は、本発明の一実施形態に係る並列に接続された整列多層巻きコイルの斜視図である。図２は、本発明の一実施形態に係る整列多層巻きコイル用巻枠の３面図である。図３は、本発明の一実施形態に係る整列多層巻きコイル製造装置の動作を示す概念図である。
【００４３】
図１に示すように、本発明に係る並列に接続された整列多層巻きコイル１は、絶縁電線１０を整列に巻回した巻線層を２つ以上備えた整列多層巻きコイルであり、各層毎にコイル端部のリード線８、１２、１４、１６・・・ともう一方のコイル端部のリード線１１、１３、１５、１７・・・が導出されている。各層毎のコイルの端部から導出され線は、図１のように両端（３０、４０）で接続され、端子５０と端子６０に接続されている。
【００４４】
並列に接続された整列多層巻きコイル１は、図２に示す整列多層巻きコイル用巻枠７０の上に断面が円形の絶縁電線１０を巻くことにより製作することができる。整列多層巻きコイル用巻枠７０は、一方の側壁には絶縁電線１０を通すことができる切欠き８１と、切欠き８２と、その間に絶縁電線１０を反転することができる突起部８０を設けている。同様に反対側の側壁には、図２に示すように絶縁電線１０を通すことができる切欠き９１と、切欠き９２と、その間に絶縁電線１０を反転することができる突起部９０を設けている。整列多層巻きコイル用巻枠７０は、巻き線後製品として使う場合は、絶縁物により製作することが望ましい。巻き線後製品として使わない場合は、絶縁物でなく金属で製作し、巻き線後、整列多層巻きコイルから取り外すようにしても良い。
【００４５】
整列多層巻きコイル用巻枠７０に絶縁電線１０を上記で説明したように整列巻きに巻線をする。巻線の具体的な方法について図３にしたがって説明する。本発明の整列多層巻きコイル製造装置２００はスピンドル２１０を回転させることができる駆動部と制御部と（以上図示せず）絶縁電線１０を供給するガイド部２２０とを有する。
【００４６】
図３の（１）に示す状態に整列多層巻きコイル用巻枠７０をスピンドル２１０にセットし、ガイド部２２０には使用しようとする絶縁電線１０をスピンドル２１０の回転に従い供給できるようにセットする。また、絶縁電線１０を整列多層巻きコイル用巻枠７０の切欠き９１に引っ掛けて固定する。
【００４７】
この状態で図３の（２）、（３）に示すように、スピンドル２１０を一方向に回転させるとともにガイド部２２０を回転に連動して整列巻となるような速度で平行に移動させて第１層の巻線をおこなう。このようにして整列多層巻きコイル用巻枠７０の側壁まで巻き終わると図３の（４）に示すように駆動部の回転を一時停止して、整列多層巻きコイル用巻枠７０の側壁の切欠き８２を通して外部に導出し、突起部８０で線材を折り返えす。
【００４８】
図３の（５）の状態で図のようにガイド部２２０を元の位置に戻す。戻した後、絶縁電線１０を整列多層巻きコイル用巻枠７０の切欠き９１に引っ掛けて固定する。そして図３の（６）、（７）に示すように、スピンドル２１０を一方向に回転させるとともにガイド部２２０を回転に連動して整列巻となるような速度で平行に移動させて第２層の巻線をすう。このようにして整列多層巻きコイル用巻枠７０の側壁まで巻き終わると図３の（８）に示すように駆動部の回転を一時停止して、整列多層巻きコイル用巻枠７０の側壁の切欠き８２を通して外部に導出する。
【００４９】
この動作を繰り返して、第３層を巻き（図３（９）参照）、以降必要な層数まで巻く。
巻線後、絶縁電線１０の隣接間を固着してから整列多層巻きコイル用巻枠を取り外す。絶縁電線１０として自己融着性絶縁電線を使用することが望ましい。巻枠を取り外した後、各層間を渡っていた線の絶縁を除去して図１に示すように並列に接続する。具体的には並列接続線３０と４０を設け、それぞれを端子５０と端子６０に接続をする。
【００５０】
以上の様な構成の整列多層巻きコイルは、市場で入手し易い断面が円形の絶縁電線を使用して、並列に使用した場合は適切なサイズの線と層数を選択することにより、高価で市場性の低い平角線を使用することなく、コンパクトなコイルを提供することができる。また、平角線使用時よりも表面積を多くとることができるので、高周波の電流を流す必要がある場合に問題となる表皮効果の問題を低減することができる。
【００５１】
また、整列巻きとなっているので一つ層の個々の隣接する巻き線に加わる電圧は、並列に接続されたコイルの間に加わる電圧を一つ層の巻き数で除した電圧となる。また、個々の隣接する巻き線に加わる電圧は、ほぼゼロに近い値となる。これらの層が並列に接続されているからである。
【００５２】
このようにして、一般にマグネットワイヤと呼ばれる絶縁電線を使用して、特殊な平角線を用いることなく電流容量の大きくレアーショート等の絶縁不良を起こすことのない絶縁性に優れ、かつコンパクトな整列多層巻きコイルを提供することができる。
【００５３】
［第２の実施例］
第２の実施例は、連続して巻回された整列多層巻きコイルである。図４に示すように、コイル１００は、絶縁電線１０を整列に巻回した巻線層を２つ以上備えた整列多層巻きコイルであるが、ボビン端部の突起部８０で線材を折り返し逆方向に整列に巻回すことで、線材を切らずに連続して多層巻回したものである。図４は、本発明の一実施形態に係る直列に接続された整列多層巻きコイルの３面図である。
【００５４】
本発明の直列に接続された整列多層巻きコイル１００は、図４に示すように絶縁電線１０を巻き始めの端子１０９より整列に巻回した巻線層を２つ以上ある整列多層巻きコイルであり、整列巻きコイルの奇数層（例えば１１１、１１３）の巻き方向と整列巻きコイルの偶数層（例えば１１２、１１４）の巻き方向とを逆方向としている。
【００５５】
整列巻きコイルの奇数層の巻き終わり位置の外周を整列巻きコイルの偶数層の巻き始めの位置とし、さらに偶数層の外周に奇数層を整列巻きする場合は整列巻きコイルの偶数層の巻き終わり位置の外周を整列巻きコイルの奇数層の巻き始めの位置としている。
【００５６】
図４の例では、図２に示す整列多層巻きコイル用巻枠７０の上に円形の絶縁電線１０が巻かれている。整列多層巻きコイル用巻枠７０は、一方の側壁には絶縁電線１０を通すことができる切欠き８１と、切欠き８２と、その間に絶縁電線１０を反転することができる突起部８０を設けている。同様に反対側の側壁には、図２に示すように絶縁電線１０を通すことができる切欠き９１と、切欠き９２と、その間に絶縁電線１０を反転することができる突起部９０を設けている。整列多層巻きコイル用巻枠７０は、巻き線後製品として使う場合は、絶縁物により製作することが望ましい。巻き線後製品として使はない場合は、絶縁物でなく金属で製作し、巻き線後、整列多層巻きコイルから取り外すようにしても良い。
【００５７】
整列多層巻きコイル用巻枠７０に絶縁電線１０を上記で説明したように整列巻きに巻線をする。巻線の具体的な方法について図５にしたがって説明する。本発明の整列多層巻きコイル製造装置２００はスピンドル２１０を反転して回転させることができる駆動部と制御部と（以上図示せず）絶縁電線１０を供給するガイド部２２０とを有する。
【００５８】
図５の（１）に示す状態に整列多層巻きコイル用巻枠７０をスピンドル２１０にセットし、ガイド部２２０には使用しようとする絶縁電線１０をスピンドル２１０の回転にしたがい供給できるようにセットする。また、絶縁電線１０を整列多層巻きコイル用巻枠７０の切欠き９１に引っ掛けて固定する。
【００５９】
この状態で図５の（２）、（３）に示すように、スピンドル２１０を一方向に回転させるとともにガイド部２２０を回転に連動して整列巻となるような速度で平行に移動させて第１層１１の巻線をおこなう。このようにして整列多層巻きコイル用巻枠７０の側壁まで巻き終わると図５の（４）に示すように駆動部の回転を一時停止して、整列多層巻きコイル用巻枠７０の側壁の切欠き８２を通して外部に出し、切欠き８１を通して側壁の中にガイド部２２０を戻す。
【００６０】
ガイド部２２０を戻した図５の（５）の状態で図のように逆の方向にスピンドル２１０を回転させガイド部２２０を回転に連動して整列巻となるような速度で第１層１１１とは逆に平行に移動させる（図５（６））。このようにして第２層１１２を側壁まで巻くと整列多層巻きコイル用巻枠７０の切欠き９２を通して外部に出し、切欠き９１を通して側壁の中にガイド部２２０を戻す（図５（７）、（８））。
【００６１】
ガイド部２２０を戻した図５の（８）の状態で図のように、第２層１１２とは逆の方向にスピンドル２１０を回転させガイド部２２０を回転に連動して整列巻となるような速度で第２層１１２とは逆に平行に移動させる。このようにして第３層１１３を巻く。以下同様に奇数層と偶数層との整列巻きをする。
【００６２】
このようにして、必要な層数を巻き終え、切欠き９１から絶縁電線１０を引き出して端子１１５とし、端子１０９と端子１１５の間に直列に接続した整列多層巻きコイル１００を製作することができる。
【００６３】
奇数層の整列巻きコイルと偶数層の整列巻きコイルとが直列に接続されているので、このコイルの両端に電源を接続して電流を流した場合に、奇数層のコイルに流れる電流により発生する磁界の方向と、偶数層のコイルに流れる電流により発生する磁界の方向とが反対方向で打ち消しあう。また、整列巻きコイルのインダクタンスを調整するために特定の層の巻き数を適切に調整することによりインダクタンスを実質上でゼロとなるほど小さくすることができる。このようにして無誘導抵抗を提供することができる。
【００６４】
また、図６に示すように、巻枠７０より両端に導出された渡り線部（１１９、１２２）を半田付け２１２などで結線して一方の端子２０９に接続し、もう一方の端部より導出された渡り線部（１２１、１２３）を半田付け２１６などで結線して一方の端子２１５に接続し、各層のコイルを並列に使用すれば整列多層巻きコイルとしても使用できる。
【００６５】
［スピーカのボイスコイルとしての実施例］
以下本発明に係る並列に接続された整列多層巻きコイルの快適な実施例として、スピーカのボイスコイルとして使用された場合について説明する。図７は、一般的な動電直接放射スピーカの構造である。図８は、コイル幅と非直線ひずみの関係を示す図である。図９は、本発明の並列に接続された整列多層巻きコイルをスピーカのボイスコイルとしての実施例である。
【００６６】
図７において、一般的な動電直接放射スピーカ３００は、ボイスコイル３１０、ヨーク３２０、永久磁石３３０、中心磁石３４０、コーン３５０、エッジ３６０、中心支持部３７０、端子３８０により構成される。永久磁石３３０によりヨーク３２０と中心磁石３４０間に磁界が発生する。端子３８０より増幅器で増幅された信号電圧が印加されるとボイスコイル３１０中に電流が流れる。ボイスコイル３１０中に流れた電流とヨーク３２０と中心磁石３４０間に磁界が発生した磁界により電磁力が発生してコーン３５０を振動させる。コーン３５０の振動により音声が空気中に伝わる。
【００６７】
ヨーク３２０と中心磁石３４０間に発生する磁界は通常は図８にように中心部では、ほぼ一様で平行な磁界であるが、端の部分は一様ではない。ボイスコイル３１０の幅が大きい場合は図６の（ｂ）で示すように、磁界が一様でない部分に渡って動作する。このため、非直線ひずみが発生し易い。その為、高級なスピーカでは、平角線を用いて図８（ａ）に示すような幅の狭いボイスコイルを使用していた。
【００６８】
図９に示すように、本発明の並列に接続された市場で入手し易い断面が円形の絶縁電線を使用した整列多層巻きコイルによるボイスコイル３１２は、並列に使用した場合は適切なサイズの線と層数を選択することにより、高価で市場性の低い平角線を使用することなく実用化することができる。また、平角線使用時よりも表面積を多くとることができるので、表皮効果の問題を低減することができ、高い周波数の音声を再現することに貢献する。
【００６９】
［変圧器としての実施例］
次に、変圧器のコイルとして使用した場合の代表例としてＨＩＤ（Ｈｉｇｈ−Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  Ｌａｍｐ）に使用される高電圧変圧器に応用された例ついて説明をする。ＨＩＤランプには、水銀ランプ、メタル・ハライド・ランプ、高圧ナトリウム・ランプなどがある。中でもメタル・ハライド・ランプは演色性が良く、発光効率も高いことから自動車用の照明に使われることが多くなった。ＨＩＤランプは放電を開始させるために２ＫＶ以上の高電圧が必要である。また、放電が開始した際に短時間ではあるが大きな電流が流れるために有る程度の太いコイルを用いる必要がある。さらに、自動車用ではエンジンルームなどの他の機器も密集した中に取り付ける必要があるので容積を小さくする必要があった。その為、従来は高電圧変圧器のコイルとして平角線が使用されてきた。
【００７０】
図１０は、本発明に係る並列に接続した整列多層巻きコイルを使用したＨＩＤ用高電圧変圧器である。図１０に示すように、ＨＩＤ用高電圧変圧器４００はフェライトコア４１０の上に高圧用コイルとして並列に接続した整列多層巻きコイル４２０が巻かれている。整列多層巻きコイル４２０は図のように４層で構成され、各層は並列に接続されて端子４３０と端子４４０に接続されている。その上に絶縁物４５０があり絶縁物４５０の外側に平角線を用いた低圧側コイル４６０が巻かれている。
【００７１】
以上のように、高価で、生産性が悪く、隣接する線材の電位差を小さくするため、特殊な平角線を使用せざるを得ないコイル構造を、市場性のあるマグネットワイヤ等の丸線で実現でき、電気的信頼性も高いコイルを提供することができる。
【００７２】
［無誘導抵抗としての実施例］
上記で説明したように直列に接続した各層は発生する磁界をお互いに打ち消すので直列に接続することにより無誘導抵抗を実現することができる。外側にまかれたインダクタンスと内側と若干異なる。これを補正するために、一部の層の巻線数を調整することによりほぼインダクタンスがゼロに近い無誘導抵抗を実現することができる。
【００７３】
［第３の実施例］
第３の実施例は、図１１に示すように絶縁電線を半径方向に整列に巻回した巻線層を２つ以上備えた整列巻き多層コイルに関するものである。
【００７４】
図１１に示すように、整列巻き多層コイル１１００は、絶縁電線１０１０を半径方向に整列に巻回した巻線層が２つ以上ある。詳細に説明すると、絶縁電線１０１０は巻始めより半径方向に整列に巻かれて巻終わり第１の巻線層が作られる。そして、第１の巻線層の内周部よりリード線１１０９と外周部からリード線１１１０が導出されている。
【００７５】
同様に、絶縁電線１０１０は巻始めより半径方向に整列に巻かれて巻終わり第２の巻線層が作られる。そして、第２の巻線層の内周部よりリード線１１１１と外周部からリード線１１１２が導出されている。同様に第３の巻線層が作られ、その内周部よりリード線１１１３と外周部からリード線１１１４が導出される。
【００７６】
このような巻線層を整列巻き多層コイル１１００が要求される仕様に合わせて作成され隣接して固着する。そして、外周部から導出されている各層毎のリード線１１１０、１１１２，１１１４を一方の端子１１７０に接続線１１６０を介して接続し、内周部から導出されている各層毎のリード線１１０９、１１１１、１１１３を他方の端子１１８０に接続線１１５０を介して接続する。
【００７７】
この様な構成によっても整列巻き多層コイル１１００は、市場で入手し易い断面が円形の絶縁電線を使用して、巻線層数を要求される仕様に合わせて選択することにより、高価で市場性の低い平角線を使用することなく、コンパクトで扁平なコイルを提供することができる。また、平角線使用時よりも表面積を多くとることができるので、高周波の電流を流す必要がある場合に問題となる表皮効果の問題を低減することができる。
【００７８】
また、整列巻きとなっているので一つ層の個々の隣接する巻線に加わる電圧は、並列に接続されたコイルの間に加わる電圧を一つ層の巻き数で除した電圧となる。また、個々の隣接する巻線に加わる電圧は、ほぼゼロに近い値となる。これらの層が並列に接続されているからである。
【００７９】
このようにして、一般にマグネットワイヤと呼ばれる絶縁電線を使用して、特殊な平角線を用いることなく電流容量の大きくレアーショート等の絶縁不良を起こすことのない絶縁性に優れ、かつコンパクトで扁平な整列巻き多層コイルを提供することができる。
【００８０】
［第４の実施例］
図１２に示すように、整列巻き多層コイル１２００は、平角線１０２０を半径方向に整列に巻回した巻線層が２つ以上ある。平角線１０２０は、例えば、東京特殊電線株式会社のＮＡリボン線を用いることができる。具体的には、平角線１０２０は巻始めより半径方向に整列に巻かれて巻終わり第１の巻線層が作られる。そして、第１の巻線層の内周部よりリード線１２０９と外周部からリード線１２１０が導出されている。
【００８１】
同様に、平角線１０２０は巻始めより半径方向に整列に巻かれて巻終わり第２の巻線層が作られる。そして、第２の巻線層の内周部よりリード線１２１１と外周部からリード線１２１２が導出されている。同様に第３の巻線層が作られ、その内周部よりリード線１２１３と外周部からリード線１２１４が導出される。
【００８２】
このような巻線層を整列巻き多層コイル１２００が要求される仕様に合わせて作成され隣接して固着する。そして、外周部から導出されている各層毎のリード線１２１０、１２１２、１２１４を一方の端子１２７０に接続線１２６０を介して接続し、内周部から導出されている各層毎のリード線１２０９、１２１１、１２１３を他方の端子１２８０に接続線１２５０を介して接続する。
【００８３】
この様な構成によっても整列巻き多層コイル１２００は、整列巻きとなっているので一つ層の個々の隣接する巻線に加わる電圧は、並列に接続されたコイルの間に加わる電圧を一つ層の巻き数で除した電圧となる。また、個々の隣接する巻線に加わる電圧は、ほぼゼロに近い値となる。これらの層が並列に接続されているからである。
【００８４】
以上、本発明の実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることができる。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。例えば、電気装置については、主にスピーカ、高圧変圧器について説明したがセンサーコイル、モータ関係に使用しても良い。また、絶縁電線は断面が円状の線について主に説明したが断面が楕円などでも採用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年8月7日(2008.8.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁電線を同一方向に整列に巻回した単層コイルを、２つ以上備えた整列多層巻きコイルであって、外側のコイルは内側の単層コイルの谷形（たになり）に線材が巻回されており、各層毎にリード線がコイルの両端部から導出されている整列多層巻きコイル。
【請求項２】
請求項１に記載の整列多層巻きコイルであって、一方の端部から導出されている各単層コイルのリード線を一方の端子に接続し、他方の端部に各単層コイルのリード線を他方の端子に接続し、各単層コイルが回路上並列に接続されたことを特徴とする整列多層巻きコイル。
【請求項３】
前記絶縁電線が自己融着電線であり、固着処理された請求項１又は２のいずれかに記載の整列多層巻きコイル。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の整列多層巻きコイルの製造に用いられる整列多層巻きコイル用巻枠。
【請求項５】
整列多層巻きコイルを構成する各層の単層コイルは、巻始め側と巻回方向が同一であり、外側のコイルは内側の単層コイルの谷形（たになり）に線材を巻回し、これを繰り返すことにより、整列多層巻きコイルを形成する整列多層巻きコイル巻線製造方法。
【請求項６】
整列多層巻きコイルを構成する単層コイルの奇数層の巻始め側と巻回方向が同じであり、偶数層の単層コイルの巻始め側は、奇数層の単層コイルの巻き終わり側であり、巻回方向は奇数層の単層コイルの逆の巻回方向で巻線を行い、外側のコイルは内側の単層コイルの谷形（たになり）に線材を巻回し、これを繰り返すことにより、整列多層巻きコイルを形成する整列多層巻きコイル巻線製造方法。
【手続補正書】
【提出日】平成20年12月8日(2008.12.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１層目のコイルは、巻き枠の一方の側から絶縁電線を仮固定して巻始め整列巻きの単層コイルとし、巻き終わりの絶縁電線を仮固定し、
２層目のコイルは、１層目のコイルの巻始め側より絶縁電線を仮固定して巻始め、１層目のコイルと同じ巻回方向で、１層目のコイルの隣接する線材で形成される谷に線材を巻回し、巻き終わりの絶縁電線を仮固定し、
ｎ層目のコイルはｎ−１層目のコイルの巻始め側より絶縁電線を仮固定して巻始め、ｎ−１層目のコイルと同じ巻回方向で、ｎ−１層目のコイルの隣接する線材で形成される谷に線材を巻回すことにより、整列多層巻きコイルを形成する整列多層巻きコイルの製造方法。
【請求項２】
１層目のコイルは、巻き枠の一方の側から絶縁電線を仮固定して巻始め、整列巻きの単層コイルとし、巻き終わりの絶縁電線を仮固定し、
２層目のコイルは、１層目コイルの巻終わり側より巻始め、1層目のコイルの巻回方向とは逆回転方向で、１層目のコイルの隣接する線材で形成される谷に線材を巻回し、巻き終わりの絶縁電線を仮固定し、ｎ層目のコイルはｎ−１層目のコイルの巻き終わり側より巻始め、ｎ−１層目のコイルの巻回方向とは逆回転方向で、ｎ−１層目の隣接するコイルの線材で形成される谷に線材を巻回し、巻き終わりの絶縁電線を仮固定することにより、整列多層巻きコイルを形成する整列多層巻きコイルの製造方法。
【請求項３】
絶縁電線を同一巻回方向に整列に巻回した単層コイルを、２つ以上備えた整列多層巻きコイルであって、
外側のコイルは内側の単層コイルの隣接する線材により形成される谷に線材が巻回されており、コイル層の間の上下線材間で交差部のないことを特徴とし、
各層毎にリード線がコイルの両端部から導出された整列多層巻きコイル。
【請求項４】
請求項３に記載の整列多層巻きコイルであって、コイルの両端に導出される各単層コイルのリード線同士を並列接続したことを特徴とする整列多層巻きコイル。
【請求項５】
請求項３に記載の整列多層巻きコイルであって、コイルの両端に導出される各単層コイルのリード線同士を直列接続したことを特徴とする整列多層巻きコイル。
【請求項６】
請求項３に記載の整列多層巻きコイルであって、前記整列多層巻きコイルのインダクタンスを調整するために特定の層の巻き数を調整した整列多層巻きコイル。
【請求項７】
請求項４、請求項５、又は請求項６に記載の整列多層巻きコイルを用いた電気装置。
【手続補正書】
【提出日】平成21年4月10日(2009.4.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
“絶縁電線を同一巻回方向に巻回した単層コイル”を２つ以上備えた整列多層巻きコイルであって、各層毎の渡り線部がコイルの両端部からその巻枠の側壁位置よりも外部に導出された整列多層巻きコイル。
【請求項２】
請求項１に記載の整列多層巻きコイルにおいて、コイルの一方の端部から導出されている各層毎の渡り線部が一方の端子に接続され、他方の端部から導出されている各層毎の渡り線部が他方の端子に接続され、各層毎のコイルが回路上並列に接続された整列多層巻きコイル。
【請求項３】
請求項１に記載の整列多層巻きコイルにおいて、コイルの両端部から導出されている各層毎の渡り線部が、各層毎のコイルが回路上直列となるように接続された整列多層巻きコイル。
【請求項４】
請求項１に記載の整列多層巻きコイルであって、前記整列多層巻きコイルのインダクタンスを調整するために特定の層の巻き数を調整した整列多層巻きコイル。
【請求項５】
請求項２乃至４の何れかに記載の整列多層巻きコイルを用いた電気装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁電線を整列に巻回した巻線層を２つ以上備えた整列多層巻きコイル、並びにその整列多層巻コイルを応用した電気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、各種の電気機器において一般的にマグネットワイヤと呼ばれる絶縁電線を巻回したコイルが数多く使用されてきた。これらのコイルは目的によって高電圧を発生させる変圧器に使用されるものがある。高電圧を発生させるために二次側の巻き線数を多くする。二次側巻線内の隣接する絶縁電線間で高い電位差が発生すると絶縁電線の絶縁耐圧を超えて短絡するいわゆるレアショ−トが発生し機器が損傷する。
これを避けるために、絶縁電線540 を図11のように絶縁物で隔てた巻き枠500 に段階的に側壁510 、中間壁520 を設けて使用電圧に対応して中間壁数を多くして部分的に巻線を行っていた。しかし絶縁物で隔てた巻き枠500 を設けたのでは小型にすることが難しくコスト高となる。すなわち、体積的にも大きくなり、小型を要求する機器には適切ではなかった。
【０００３】
また、指向性が高く、明るく遠くまでクッキリと対象物を照らすことから自動車に需要が拡大しているＨＩＤ（High Intensity Discharge Lamp ）用には点灯のために一時的に高電圧が発生し、点灯後大電流が流れるので導体断面積が必要であり、かつ小型化が要求されるために平角電線が用いられることが多かった。しかし、平角電線は高価でかつ作業性が悪いという問題があった。
【０００４】
さらに、スピ−カのボイスコイルにはインダクタンス分をおさえて狭い空間に大きな電流を流す必要があり、そのため平角電線が高級品スピ−カのボイスコイルに用いられることが多い。
これらのコイルは、目的によってはプリント基板に直接実装されるものがある。この場合、電源回路等に使用されるコイルは、インダクタンス分をおさえて狭い空間に大きな電流を流す必要があり、平角電線がこれらのコイルに用いられることが多かった。
しかし、平角電線は特殊で市場性がなく高価でかつ作業性が悪いという問題があった。また、バイファイラ巻きとして２本の線を同時に巻く方法もあるが２本の線が絡み合うという問題があり特別な工夫が必要であった。
【０００５】
関連する従来技術として、２本以上の線材を巻芯に並列に整列巻きする場合において、線材に送りをかけ下層と上層の線材が交差する面における巻芯外径方向への膨らみが大きくならない多層コイルの提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。しかし、専用の特別な装置を必要とする等の問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２４５２９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上のような問題を解決して、コンパクトで生産性の良い整列多層巻きコイル、並びにその整列多層巻きコイルを応用した電気装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、整列巻きコイルを各層毎に並列に端子に接続する場合と直列に接続する場合とに使い分けることの有用性を見出し、下記の発明を完成するに至った。
（１）“絶縁電線を同一巻回方向に巻回した単層コイル”を２つ以上備えた整列多層巻きコイルであって、各層毎の渡り線部（リ−ド線）がコイルの両端部からその巻枠の側壁位置よりも外部に導出された整列多層巻きコイル。
（２）  前記（１）項に記載の整列多層巻きコイルにおいて、コイルの一方の端部から導出されている各層毎の渡り線部が一方の端子に接続され、他方の端部から導出されている各層毎の渡り線部が他方の端子に接続され、各層毎のコイルが回路上並列に接続された整列多層巻きコイル。
（３）  前記（１）項に記載の整列多層巻きコイルにおいて、コイルの両端部から導出されている各層毎の渡り線部が、各層毎のコイルが回路上直列となるように接続された整列多層巻きコイル。
（４）  前記（１）項に記載の整列多層巻きコイルであって、前記整列多層巻きコイルのインダクタンスを調整するために特定の層の巻き数を調整した整列多層巻きコイル。
（５）  前記（２）乃至（４）項の何れかに記載の整列多層巻きコイルを用いた電気装置。
【０００９】
さて、前記（１）項に記載の整列多層巻きコイルは、各層のコイルは同一方向に整列に巻回しており、各層毎にコイルの渡り線部（リ−ド線）がコイルの両端部から導出されている。
そして、前記（２）項に記載の整列多層巻きコイルは、一方の端部から導出している各層毎のコイルの渡り線部を一方の端子に接続し、他方の端部のから導出している各層毎のコイルの渡り線部を他方の端子に接続し、各層毎の巻線層のコイルが回路上並列に接続されている。したがって、このコイルの両端に電源を接続して電流を流した場合に、各層毎のコイルに流れる電流により発生する磁界の方向が同一である。したがって、整列巻きをした巻き線の断面積に層数を乗じた断面積の巻き線が巻かれているのとほぼ同様の効果がある。また、整列巻きとなっているので、１つの層の個々の隣接する絶縁電線に発生する電位差は、並列に接続されたコイルの間に発生する電圧を一つの層の巻き数で除した電圧となる。また、個々のコイル層間で隣接する絶縁電線に加わる電圧は、ほぼゼロに近い値もしくはコイルの間に発生する電圧を一つの層の巻き数で除した電圧となる。これは、これらの層のコイルが並列に接続されているからである。
したがって、適切な絶縁抵抗をもつ皮膜の絶縁電線を使用することにより、レア−ショ−ト等の絶縁不良を起こすことを防止することができる。このようにして、特殊な平角線を用いることなく電流容量の大きくレア−ショ−ト等の絶縁不良を起こすことのない絶縁性に優れたコンパクトな整列多層巻きコイルが得られる。
【００１０】
前記（３）項に記載の整列多層巻きコイルは、奇数層の整列巻きコイルと偶数層の整列巻きコイルとが直列に接続されている。したがって、このコイルの両端に電源を接続して電流を流した場合に、各層のコイルに流れる電流により発生する磁界の方向が互いに打ち消しあう。
また、前記（４）項に記載の整列多層巻きコイルのように整列巻きコイルのインダクタンスを調整するために特定の層の巻き数を適切に調整することにより、インダクタンスを実質上ゼロとなるほど小さくすることができる。このようにして無誘導抵抗を提供することかできる。なお、特定の層は最も外側の層であることが望ましい。最も外側の層は巻線数の調整が行い易いからである。
【００１１】
さて、前記（１）項または（２）項に記載の整列多層巻きコイルを電気装置に用いることにより、平角線を用いたコイルよりもコストを低減でき、同等以上の品質のものを提供することができる。電気装置は、スピ−カまたは変圧器であることか望ましいが、これに限られるものではない。
【００１２】
電気装置がスピ−カである場合は、前記（２）項に記載の整列多層巻きコイルをボイスコイルとしてスピ−カに用いることにより、平角線を用いたボイスコイルよりもコストを低減でき、同等以上の音質のスピ−カを提供することができる。
また、前記（２）項に記載の整列多層巻きコイルを変圧器に用いることにより、平角線を用いた変圧器よりもコストを低減でき、同等以上の性能を持つ変圧器を提供することができる。
前記（３）項または（４）項に記載の整列多層巻きコイルを抵抗として用いることによりインダクタンスの小さい抵抗を提供することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、整列巻きコイルを各層毎に並列に端子に接続する場合と直列に接続する場合とに使い分けることができる整列多層巻きコイルを提供することができ、一般にマグネットワイヤと呼ばれる絶縁電線を使用して特殊な平角線を用いることなく電流容量が大きくレア−ショ−ト等の絶縁不良を起こすことのない電気的安全性に優れかつコンパクトな整列多層巻きコイル，無誘導抵抗の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】並列に接続された整列多層巻きコイルの斜視図である。
【図２】整列多層巻きコイル用巻枠の３面図である。
【図３】整列多層巻きコイル製造装置の動作を示す概念図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る直列に接続された整列多層巻きコイルの３面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る整列多層巻きコイル製造装置の動作を示す概念図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る並列に接続された整列多層巻きコイルの３面図である。
【図７】一般的な動電直接放射スピ−カの構造である。
【図８】コイル幅と非直線ひずみの関係を示す図である。
【図９】本発明の並列に接続された整列多層巻きコイルをスピ−カのボイスコイルとしての実施例である。
【図１０】本発明に係る並列に接続された整列多層巻きコイルを使用した高電圧変圧器である。
【図１１】従来の高電圧用巻線コイル。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態について、図を参照しながら説明する。なお、これはあくまでも一例であって、本発明の技術的範囲はこれに限られるものではない。
【実施例１】
【００１６】
第１の実施例は、並列に接続された整列多層巻きコイルである。図１は、本発明の一実施形態に係る並列に接続された整列多層巻きコイルの斜視図である。図２は、整列多層巻きコイル用巻枠の３面図である。図３は、整列多層巻きコイル製造装置の動作を示す概念図である。
【００１７】
図１に示すように、本発明に係る並列に接続された整列多層巻きコイル１は、絶縁電線10を整列に巻回した巻線層を２つ以上備えた整列多層巻きコイルであり、各層毎にコイル端部のリ−ド線（渡り線部）８，12，14，16・・・ともう一方のコイル端部のリ−ド線11，13，15，17・・・が導出されている。各層毎のコイルの端部から導出された線は、図１のように両端（30，40）で接続され、端子50と端子60に接続されている。
【００１８】
並列に接続された整列多層巻きコイル１は、図２に示す整列多層巻きコイル用巻枠70の上に断面が円形の絶縁電線10を巻くことにより製作することができる。
整列多層巻きコイル用巻枠70は、一方の側壁には絶縁電線10を通すことができる切欠き81と、切欠き82と、その間に絶縁電線10を反転することができる突起部80を設けている。同様に反対側の側壁には、図２に示すように絶縁電線10を通すことができる切欠き91と、切欠き92と、その間に絶縁電線10を反転することができる突起部90を設けている。整列多層巻きコイル用巻枠70は、巻き線後製品として使う場合は、絶縁物により製作することが望ましい。巻き線後製品として使わない場合は、絶縁物でなく金属で製作し、巻き線後、整列多層巻きコイルから取り外すようにしても良い。
【００１９】
整列多層巻きコイル用巻枠70に絶縁電線10を上記で説明したように整列巻きに巻線をする。
巻線の具体的な方法について図３にしたがって説明する。
整列多層巻きコイル製造装置200 はスピンドル210 を回転させることができる駆動部と制御部と（以上図示せず）絶縁電線10を供給するガイド部220 とを有する。
図３の（１）に示す状態に整列多層巻きコイル用巻枠70をスピンドル210 にセットし、ガイド部220 には使用しようとする絶縁電線10をスピンドル210 の回転に従い供給できるようにセットする。また、絶縁電線10を整列多層巻きコイル用巻枠70の切欠き91に引っ掛けて固定する。
この状態で図３の（２），（３）に示すように、スピンドル210 を一方向に回転させるとともにガイド部220 を回転に連動して整列巻きとなるような速度で平行に移動させて第１層の巻線をおこなう。このようにして整列多層巻きコイル用巻枠70の側壁まで巻き終わると図３の（４）に示すように駆動部の回転を一時停止して、整列多層巻きコイル用巻枠70の側壁の切欠き82を通して外部に導出し、突起部80で線材を折り返す。
【００２０】
図３の（５）の状態で図のようにガイド部220 を元の位置に戻す。戻した後、絶縁電線10を整列多層巻きコイル用巻枠70の切欠き91に引っ掛けて固定する。そして図３の（６），（７）に示すように、スピンドル210 を一方向に回転させるとともにガイド部220 を回転に連動して整列巻きとなるような速度で平行に移動させて第２層の巻線をする。このようにして整列多層巻きコイル用巻枠70の側壁まで巻き終わると図３の（８）に示すように駆動部の回転を一時停止して、整列多層巻きコイル用巻枠70の側壁の切欠き82を通して外部に導出する。
この動作を繰り返して第３層を巻き（図３（９）参照）、以降必要な層数まで巻く。
【００２１】
巻線後、絶縁電線10の隣接間を固着してから整列多層巻きコイル用巻枠を取り外す。絶縁電線10として自己融着性絶縁電線を使用することが望ましい。
【００２２】
巻枠を取り外した後、各層間を渡っていた線の絶縁を除去して図１に示すように並列に接続する。
具体的には、並列接続線30と40を設け、それぞれを端子50と端子60に接続する。
【００２３】
以上のような構成の整列多層巻きコイルは、市場で入手し易い断面が円形の絶縁電線を使用して、並列に使用した場合は適切なサイズの線と層数を選択することにより、高価で市場性の低い平角線を使用することなく、コンパクトなコイルを提供することができる。また、平角線使用時よりも表面積を多くとることができるので、高周波の電流を流す必要がある場合に問題となる表皮効果の問題を低減することができる。
また、整列巻きとなっているので一つ層の個々の隣接する巻き線に加わる電圧は、並列に接続されたコイルの間に加わる電圧を一つ層の巻き数で除した電圧となる。また、個々の隣接する巻き線に加わる電圧は、ほぼゼロに近い値となる。これらの層が並列に接続されているからである。
このようにして、一般にマグネットワイヤと呼ばれる絶縁電線を使用して、特殊な平角線を用いることなく電流容量が大きく、レア−ショ−ト等の絶縁不良を起こすことのない絶縁性に優れ、かつコンパクトな整列多層巻きコイルを提供することができる。
【実施例２】
【００２４】
第２の実施例は、連続して巻回された整列多層巻きコイルである。図４に示すように、コイル100 は、絶縁電線10を整列に巻回した巻線層を２つ以上備えた整列多層巻きコイルであるが、ボビン端部の突起部80で線材を折り返し逆方向に整列に巻回することで、線材を切らずに連続して多層巻回したものである。図４は、本発明の一実施形態に係る直列に接続された整列多層巻きコイルの３面図である。
【００２５】
本実施例に係る直列に接続された整列多層巻きコイル100 は、図４に示すように絶縁電線10を巻き始めの端子109 より整列に巻回した巻線層を２つ以上ある整列多層巻きコイルであり、整列巻きコイルの奇数層（例えば 111，113 ）の巻き方向と整列巻きコイルの偶数層（例えば 112，114 ）の巻き方向とを逆方向としている。
整列巻きコイルの奇数層の巻き終わり位置の外周を整列巻きコイルの偶数層の巻き始めの位置とし、さらに偶数層の外周に奇数層を整列巻きする場合は整列巻きコイルの偶数層の巻き終わり位置の外周を整列巻きコイルの偶数層の巻き始めの位置としている。
図４の例では、図２に示す整列多層巻きコイル用巻枠70の上に円形の絶縁電線10が巻かれている。
【００２６】
整列多層巻きコイル用巻枠70は、一方の側壁には絶縁電線10を通すことができる切欠き81と、切欠き82と、その間に絶縁電線10を反転することができる突起部80を設けている。同様に反対側の側壁には、図２に示すように絶縁電線10を通すことができる切欠き91と、切欠き92と、その間に絶縁電線10を反転することができる突起部90を設けている。整列多層巻きコイル用巻枠70は、巻き線後製品として使う場合は、絶縁物により製作することが望ましい。巻き線後製品として使わない場合は、絶縁物でなく金属で製作し、巻き線後、整列多層巻きコイルから取り外すようにしても良い。
【００２７】
整列多層巻きコイル用巻枠70に絶縁電線10を上記で説明したように整列巻きに巻線をする。巻線の具体的な方法について図５にしたがって説明する。
整列多層巻きコイル製造装置200 はスピンドル210 を反転して回転させることができる駆動部と制御部と（以上図示せず）絶縁電線10を供給するガイド部220 とを有する。
【００２８】
図５の（１）に示す状態に整列多層巻きコイル用巻枠70をスピンドル210 にセットし、ガイド部220 には使用しようとする絶縁電線10をスピンドル210 の回転に従い供給できるようにセットする。また、絶縁電線10を整列多層巻きコイル用巻枠70の切欠き91に引っ掛けて固定する。
この状態で図５の（２），（３）に示すように、スピンドル210 を一方向に回転させるとともにガイド部220 を回転に連動して整列巻きとなるような速度で平行に移動させて第１層111 の巻線をおこなう。このようにして整列多層巻きコイル用巻枠70の側壁まで巻き終わると図５の（４）に示すように駆動部の回転を一時停止して、整列多層巻きコイル用巻枠70の側壁の切欠き82を通して外部に出し、切欠き81を通して側壁の中にガイド部220 を戻す。
【００２９】
ガイド部220 を戻した図５の（５）の状態で図のように逆の方向にスピンドル210 を回転させガイド部220 を回転に連動して整列巻きとなるような速度で第１層111 とは逆に平行に移動させる（図５（６））。このようにして第２層112 を側壁まで巻くと整列多層巻きコイル用巻枠70の切欠き92を通して外部に出し、切欠き91を通して側壁の中にガイド部220 を戻す（図５（７），（８））。
ガイド部220 を戻した図５の（８）の状態で図のように、第２層112 とは逆の方向にスピンドル210 を回転させガイド部220 を回転に連動して整列巻きとなるような速度で第２層112 とは逆に平行に移動させる。このようにして第３層113 を巻く。以下同様に奇数層と偶数層との整列巻きをする。
このようにして必要な層数を巻き終え、切欠き91から絶縁電線10を引き出して端子115 とし、端子109 と端子115 の間に直列に接続した整列多層巻きコイル100 を製作することができる。
【００３０】
奇数層の整列巻きコイルと偶数層の整列巻きコイルとが直列に接続されているので、このコイルの両端に電源を接続して電流を流した場合に、奇数層のコイルに流れる電流により発生する磁界の方向と偶数層のコイルに流れる電流により発生する磁界の方向とが反対方向で打ち消しあう。また、整列巻きコイルのインダクタンスを実質上でゼロとなるほど小さくすることができる。このようにして無誘導抵抗を提供することができる。
【００３１】
また、図６に示すように、巻枠70より両端に導出された渡り線部（ 119，122 ）を半田付け212 などで結線して一方の端子209 に接続し、もう一方の端部より導出された渡り線部（ 121，123 ）を半田付け216 などで結線して一方の端子215 に接続し、各層のコイルを並列に使用すれば整列多層巻きコイルとしても使用できる。
【実施例３】
【００３２】
〔スピ−カのボイスコイルとしての例〕
以下、本発明に係る並列に接続された整列多層巻きコイルの好適な実施例として、スピ−カのボイスコイルとして使用された場合について説明する。図７は、一般的な動電直接放射スピ−カの構造である。図８は、コイル幅と非直線ひずみの関係を示す図である。図９は、本発明の並列に接続された整列多層巻きコイルをスピ−カのボイスコイルとした実施例である。
【００３３】
図７において、一般的な動電直接放射スピ−カ300 はボイスコイル310 ，ヨ−ク320 ，永久磁石330 ，中心磁石340 ，コ−ン350 ，エッジ360 ，中心支持部370 ，端子380 により構成される。永久磁石330 によりヨ−ク320 と中心磁石340 間に磁界が発生する。端子380 より増幅器で増幅された信号電圧が印加されると、ボイスコイル310 中に電流が流れる。ボイスコイル310 中に流れた電流とヨ−ク320 と中心磁石340 間に発生した磁界により電磁力が発生してコ−ン350 を振動させる。コ−ン350 の振動により音声が空気中に伝わる。
【００３４】
ヨ−ク320 と中心磁石340 間に発生する磁界は通常は図８のように中心部ではほぼ一様で平行な磁界であるが、端の部分は一様ではない。ボイスコイル310 の幅が大きい場合は図８の（ｂ）で示すように、磁界が一様でない部分に渡って動作する。このため、非直線ひずみが発生して図８（ａ）に示すような幅の狭いボイスコイルを使用していた。
図９に示すように、本発明の並列に接続された市場で入手し易い断面が円形の絶縁電線を使用した整列多層巻きコイルによるボイスコイル312 は、並列に使用した場合は適切なサイズの線と層数を選択することにより高価で市場性の低い平角線を使用することなく実用化することができる。また、平角線使用時よりも表面積を多くとることができるので、表皮効果の問題を低減することができ、高い周波数の音声を再現することに貢献する。
【実施例４】
【００３５】
〔変圧器としての例〕
次に、変圧器のコイルとして使用した場合の代表例としてＨＩＤ（High Intensity Discharge Lamp ）に使用される高電圧変圧器に応用された例について説明する。ＨＩＤランプには、水銀ランプ，メタル・ハライド・ランプ，高圧ナトリウム・ランプなどがある。中でもメタル・ハライド・ランプは演色性が良く、発光効率も高いことから自動車用の証明に使われることが多くなった。
ＨＩＤランプは放電を開始させるために２ＫＶ以上の高電圧が必要である。また、放電が開始した際に短時間ではあるが大きな電流が流れるために或る程度の太いコイルを用いる必要がある。さらに、自動車用ではエンジンル−ムなどの他の機器も密集した中に取り付ける必要があるので容積を小さくする必要があった。その為、従来は高電圧変圧器のコイルとして平角線が使用されてきた。
【００３６】
図10は、本発明に係る並列に接続した整列多層巻きコイルを使用したＨＩＤ用高電圧変圧器である。図10に示すように、ＨＩＤ用高電圧変圧器400 はフェライトコア410 の上に高圧用コイルとして並列に接続した整列多層巻きコイル420 が巻かれている。整列多層巻きコイル420 は図のように４層で構成され、各層は並列に接続されて端子430 と端子440 に接続されている。その上に絶縁物450 があり絶縁物450 の外側に平角線を用いた低圧側コイル460 が巻かれている。
以上のように、高価で、生産性が悪く、隣接する線材の電位差を小さくするため、特殊な平角線を使用せざるを得ないコイル構造を、市場性のあるマグネットワイヤ等の丸線で実現でき、電気的信頼性も高いコイルを提供することができる。
【実施例５】
【００３７】
〔無誘導抵抗としての例〕
上記で説明したように、直列に接続した各層は発生する磁界を互いに打ち消すので、直列に接続することにより無誘導抵抗を実現することができる。
外側にまかれたインダクタンスと内側と若干異なる。これを補正するために、一部の層の巻線数を調整することによりほぼインダクタンスがゼロに近い無誘導抵抗を実現することができる。
【符号の説明】
【００３８】
10          絶縁電線
111 ，113   整列巻きコイルの奇数層
112 ，114   整列巻きコイルの偶数層
70          整列多層巻きコイル用巻枠
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
2008129756.tif 000016
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
2008129756.tif 000017
2008129756.tif 000018
2008129756.tif 000019
2008129756.tif 000020