(57)【要約】【課題】コイルの巻線数に関わらず簡単な作業で組み立てることができ、且つ、導線の損傷を引き起こすことのないトロイダルコイルを提供する。【解決手段】両端面が傾斜面とされた中空円筒形状をなし、長辺部２ａと短辺部２ｂとを有する略台形の断面形状を有し、且つ、長辺部の端部に円筒係合部２ｃ、及びＣ字係合部２ｄを備えた複数のボビン２と、各ボビン２に捲回される導線４と、複数個のコア片３ａからなり、全体として円環形状をなすリングコア３と、を有し、各ボビン２どうしを、円筒係合部２ｃ、及びＣ字係合部２ｄにて連結すると共に、各ボビン２の短辺部２ｂを内側に向けた状態で中空部に各コア片３ａを挿通し、その後、各コア片３ａを連結することにより全体として円環形状を形成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リングコアに導線を捲回してなるトロイダルコイルにおいて、
両端面が傾斜面とされた中空円筒形状をなし、長辺部と短辺部とを有する略台形の断面形状を有し、且つ、前記長辺部の端部に連結係合部を備えた複数のボビンと、
前記各ボビンに捲回される導線と、
複数個のコア片からなり、全体として円環形状をなすリングコアと、を有し、
前記各ボビンどうしを、前記連結係合部にて連結すると共に、各ボビンの短辺部を内側に向けた状態で中空部に前記各コア片を挿通し、その後、各コア片を連結することにより全体として円環形状を形成することを特徴とするトロイダルコイル。
【請求項２】
前記導線は、一つのボビンに捲回された後、該ボビンの長辺部側より隣接するボビン側に引き回し、当該隣接するボビンに連続して捲回されることを特徴とする請求項１に記載のトロイダルコイル。
【請求項３】
前記連結係合部は導電性材料にて構成され、前記各ボビンに捲回された導線の端部は、ボビンが有する２つの連結係合部に連結され、互いに隣接したボビンに捲回された各導線は、前記連結係合部を介して電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載のトロイダルコイル。
【請求項４】
リングコアに導線を捲回してなるトロイダルコイルにおいて、
可撓性材料にて形成された複数のボビン体と、
前記各ボビン体が有する各ボビンに捲回される導線と、
円弧形状をなす複数のコア片からなり、全体とし円環形状をなすリングコアと、を有し、
前記ボビン体は、両端面が傾斜面とされた中空円筒形状をなし長辺部と短辺部とを有する略台形の断面形状を有する複数のボビンを、当該各ボビンの前記長辺部の端部にて接合して形成され、且つ、前記短辺部を内側に向けて撓ませた際に、円弧形状をなす構成を有し、
前記各コア片を前記各ボビン体の中空部に挿通した後、前記コア片どうしを連結することにより、全体として円環形状を形成することを特徴とするトロイダルコイル。
【請求項５】
リングコアに導線を捲回してなるトロイダルコイルを製造する方法において、
両端面が傾斜面とされた中空円筒形状をなし、長辺部と短辺部とを有する略台形の断面形状を有し、且つ、前記長辺部の端部に連結係合部を備えた複数のボビンを前記連結係合部にて連結する工程と、
前記連結された複数のボビンを略直線状に配置した状態で、各ボビンに導線を捲回する工程と、
複数個のコア片からなり、全体として円環形状をなすリングコアの、各コア片を前記ボビンの中空部に挿通し、その後、各コア片を連結することにより、前記連結されたボビンを円環形状に形成する工程と、
を有することを特徴とするトロイダルコイルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トロイダルコイル及びその製造方法に係り、簡単な作業で製造する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トロイダルコイル（円形断面単層環状コイル）は、リング形状をなすコアに導線を捲回して構成される。このようなトロイダルコイルは、リングコアに導線を１ターンずつ巻き付ける作業が必要であるので、多くの手間、工数がかかるという欠点がある。
【０００３】
そこで、この問題を解決するため、特開２００１−０６８３６４号公報（以下、特許文献１という）に記載された技術が提案されている。該特許文献１では、図６に示すように、予め導線を捲回して筒状コイル１０１を形成し、この筒状コイル１０１の空芯部に、分割されたリングコア１０２のそれぞれを挿入する。この際、筒状コイル１０１をリング状に撓めながら、リングコア１０２を該筒状コイル１０１の空芯部に挿入する。その後、リングコア１０２の分割面を接合して、全体として円環形状をなすトロイダルコイルを構成する。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−０６８３６４号公報（図６）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特許文献１に記載されたものは、予め導線を捲回して形成した筒状コイル１０１をリング状に撓ませる必要があるので、コイルの巻き数が少ない場合でしか採用することができない。
【０００６】
また、リングコア１０２を空芯部に挿入する際に、導線に傷が付き易いので、組立作業が容易でない。
【０００７】
この発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、コイルの巻線数に関わらず簡単な作業で組み立てることができ、且つ、導線の損傷を引き起こすことのないトロイダルコイル、及びその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本願請求項１に記載の発明は、リングコアに導線を捲回してなるトロイダルコイルにおいて、両端面が傾斜面とされた中空円筒形状をなし、長辺部と短辺部とを有する略台形の断面形状を有し、且つ、前記長辺部の端部に連結係合部を備えた複数のボビンと、前記各ボビンに捲回される導線と、複数個のコア片からなり、全体として円環形状をなすリングコアと、を有し、前記各ボビンどうしを、前記連結係合部にて連結すると共に、各ボビンの短辺部を内側に向けた状態で中空部に前記各コア片を挿通し、その後、各コア片を連結することにより全体として円環形状を形成することを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記導線は、一つのボビンに捲回された後、該ボビンの長辺部側より隣接するボビン側に引き回し、当該隣接するボビンに連続して捲回されることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記連結係合部は導電性材料にて構成され、前記各ボビンに捲回された導線の端部は、ボビンが有する２つの連結係合部に連結され、互いに隣接したボビンに捲回された各導線は、前記連結係合部を介して電気的に接続されることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、リングコアに導線を捲回してなるトロイダルコイルにおいて、可撓性材料にて形成された複数のボビン体と、前記各ボビン体が有する各ボビンに捲回される導線と、円弧形状をなす複数のコア片からなり、全体とし円環形状をなすリングコアと、を有し、前記ボビン体は、両端面が傾斜面とされた中空円筒形状をなし長辺部と短辺部とを有する略台形の断面形状を有する複数のボビンを、当該各ボビンの前記長辺部の端部にて接合して形成され、且つ、前記短辺部を内側に向けて撓ませた際に、円弧形状をなす構成を有し、前記各コア片を前記各ボビン体の中空部に挿通した後、前記コア片どうしを連結することにより、全体として円環形状を形成することを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の方法発明は、リングコアに導線を捲回してなるトロイダルコイルを製造する方法において、両端面が傾斜面とされた中空円筒形状をなし、長辺部と短辺部とを有する略台形の断面形状を有し、且つ、前記長辺部の端部に連結係合部を備えた複数のボビンを前記連結係合部にて連結する工程と、前記連結された複数のボビンを略直線状に配置した状態で、各ボビンに導線を捲回する工程と、複数個のコア片からなり、全体として円環形状をなすリングコアの、各コア片を前記ボビンの中空部に挿通し、その後、各コア片を連結することにより、前記連結されたボビンを円環形状に形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るトロイダルコイルを示す構成図、図２は、導線を捲回する際の様子を示す説明図、図３は、ボビンの連結を連結する様子を示す説明図である。
【００１４】
図１，図２に示すように、該トロイダルコイル１は、中空部を有する複数のボビン２と、２つのコア片３ａを有し各ボビン２の中空部に挿通され全体として円環形状をなすリングコア３と、各ボビン２に捲回される導線４と、を具備している。
【００１５】
ボビン２は、中空円筒形状をなし、２つの端面はそれぞれ所定の角度を持った傾斜面とされている。即ち、長辺部２ａと短辺部２ｂとを有する略台形の断面形状をなしている。また、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、長辺部２ａの一方の端部には、円筒係合部２ｃ（連結係合部）が設けられ、他方の端部にはＣ字係合部２ｄ（連結係合部）が設けられている。
【００１６】
また、円筒係合部２ｃ、及びＣ字係合部２ｄは、同図（ｂ）に示すように、中心部が切り欠かれている。この切り欠き部は、後述するように、導線４を通す部分となる。
【００１７】
そして、互いに隣接するボビン２の円筒係合部２ｃとＣ字係合部２ｄとを連結することにより、２つのボビン２を傾動可能に連結することができる。
【００１８】
次に、上述のように構成された本実施形態に係るトロイダルコイル１を製造する際の手順について説明する。ここでは、ボビン２の数が９個である場合を例に挙げて説明する。
【００１９】
まず、図２に示すように、４個のボビン２を上述した円筒係合部２ｃとＣ字係合部２ｄとを用いて連結し、更に、各ボビン２の中空部に直線状の軸芯５を挿通する。
【００２０】
そして、この状態で、一般的に使用されている巻線機を用いて各ボビン２に導線４を捲回する。この際、各ボビン２間では、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、長辺部２ａ側から、円筒係合部２ｃ、及びＣ字係合部２ｄの切り欠き部を通して導線４を引き回し、連結する。他の５個のボビン２についても、同様の手順で連結し、且つ、導線４を捲回する。
【００２１】
次いで、図４に示すように、連結された各ボビン２の、短辺部２ｂが内側を向くように撓ませ、この状態で、各ボビン２が有する中空部にコア片３ａを挿通させる。その後、２つのコア片３ａどうしを連結し、且つ、一方の連結部にて導線４どうしを連結することにより、図１に示したような円環形状のトロイダルコイル１が形成される。
【００２２】
このようにして、本実施形態に係るトロイダルコイル１では、複数のボビン２を直線状に配置した状態で、各ボビン２に導線４を捲回することができるので、一般的な巻線機を使用して導線４を捲回することができる。これにより、導線４を捲回する労力を著しく軽減することができ、製造時間の短縮化、及び低コスト化を図ることができる。
【００２３】
更に、リングコア３を構成するコア片３ａを挿入する際に、該コア片３ａと導線４とが接触しないので、製造時に導線４を損傷するというトラブルを回避することができる。
【００２４】
また、隣接するボビン２間に引き回される導線４は、ボビン２の長辺部２ａ側の円筒係合部２ｃとＣ字係合部２ｄに形成された切り欠き部を通るので、導線４に無理な力が加えられることなく、断線の発生を防止することができる。
【００２５】
また、上記した第１の実施形態に係るトロイダルコイル１の変形例として、円筒係合部２ｃ、及びＣ字係合部２ｄを導電性材料にて形成し、各ボビン２に捲回される導線４の端部を、それぞれ円筒係合部２ｃ、及びＣ字係合部２ｄに連結するように構成することも可能である。このような構成とすれば、互いに隣接するボビン２の円筒係合部２ｃとＣ字係合部２ｄとを連結することにより、２つのボビン２の導線４どうしが電気的に接続されるので、ボビン２間を引き回す導線４を省略することができる。
【００２６】
なお、本実施形態では、リングコア３を２つのコア片３ａに分割する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、３以上に分割することも可能である。
【００２７】
次に、本発明の第２の実施形態に係るトロイダルコイルについて説明する。図５は、第２の実施形態に係るトロイダルコイル１１の構成図であり、同図に示すように、該トロイダルコイル１１は、４個のボビン１２が連結されたボビン体１３ａと、４個のボビン１２が連結されたボビン体１３ｂとを有している。各ボビン体１３ａ，１３ｂは、可撓性を有する材質にて構成されている。また、各ボビン１２は、前述した第１の実施形態と同様に、長辺部１２ａと短辺部１２ｂとを有する略台形の断面形状をなしており、且つ、中空円筒形状とされている。
【００２８】
更に、各ボビン１２は、長辺部１２ａの端部にて隣接するボビン１２と連結されている。即ち、ボビン体１３ａ，１３ｂは、それぞれ一体構造とされている。従って、各ボビン体１３ａ，１３ｂは、ボビンどうしが可撓性材料で接続される構造となるため、ボビン１２を直線状に配置したり、また、その連結部を撓ませることにより、短辺部１２ｂを内側に向けた円弧形状とすることが可能である。
【００２９】
次に、第２の実施形態に係るトロイダルコイル１１を製造する際の手順について説明する。上述したように、各ボビン体１３ａ，１３ｂは可撓性を有する材質にて構成されているので、各ボビン１２が直線状になるように配置する。即ち、図２に示したように、各ボビン１２の中心軸が一致するように配置する。
【００３０】
そして、この状態で各ボビン１２に導線１４を捲回する。その後、ボビン１２の短辺部１２ｂが内側を向くようにして各ボビン体１３ａ，１３ｂを撓ませ、この状態で、各ボビン体１３ａ，１３ｂの中空部にリングコア１５を構成するコア片１５ａを挿入する。そして、２つのコア片１５ａを連結することにより、円環形状のトロイダルコイル１１を形成することができる。
【００３１】
このようにして、第２の実施形態では、可撓性材料にて構成された２つのボビン体１３ａ，１３ｂを用いているので、各ボビン１２に導線を捲回する作業を極めて容易に行うことができる。これにより、製造時間の短縮化、製造コストの低減化を図ることができる。
【００３２】
なお、第２の実施形態では、２つのボビン体１３ａ，１３ｂ、及び２つのコア片１５ａを用いる例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、３つ以上に分割した構成とすることも可能である。
【００３３】
以上、本発明のトロイダルコイル及びその製造方法を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。
【００３４】
例えば、上述した各実施形態では、９個のボビンを用いる例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るトロイダルコイル及びその製造方法では、複数のボビンを直線状に配置した状態で、各ボビンに導線を捲回することができるので、導線を捲回する作業を極めて容易に行うことができる。
【００３６】
また、ボビンの中空部内にコアを挿入する際に、コアと導線とが接触しないので、導線を損傷するというトラブルの発生を防止することができる。更に、隣接するボビン間に引き回される導線は、ボビンの長辺部側を通して配置されるので、導線に無理な力が加えられることなく、断線の発生を防止することができる。
【００３７】
また、連結係合部として導電性材料を用いる構成とすれば、各ボビン間での導線の引き回しを省略することができる。
【００３８】
更に、可撓性材料で構成されたボビン体を用いる構成とすれば、該ボビン体を直線状に配置することができるので、導線を捲回する作業を容易に行うことができ、また、ボビンどうしが可撓性材料で接続される構成となるため、各ボビン体を容易に円形状に撓ませることができるので、手間をかけずに円環形状とすることができる。これにより、トロイダルコイルを容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るトロイダルコイルを示す構成図である。
【図２】ボビンを直線状に配置し、導線を捲回する様子を示す説明図である。
【図３】隣接するボビンの連結の様子を示す説明図である。
【図４】２つのコア片を連結してトロイダルコイルを形成する際の様子を示す説明図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るトロイダルコイルを示す構成図である。
【図６】従来におけるトロイダルコイルの構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１，１１  トロイダルコイル
２，１２  ボビン
２ａ，１２ａ  長辺部
２ｂ，１２ｂ  短辺部
２ｃ  円筒係合部（連結係合部）
２ｄ  Ｃ字係合部（連結係合部）
３，１５  リングコア
３ａ，１５ａ  コア片
４，１４  導線
５  軸芯
１３ａ，１３ｂ  ボビン体
【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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