(57)【要約】【課題】生産性に優れるリアクトル用コイル、その製造方法及びリアクトルを提供する。【解決手段】絶縁被覆を有しておらず、かつ横断面が平角形状以外の導体から構成される素線（裸素線1）をらせん状に巻回して予備コイル10を形成する巻回工程と、前記予備コイル10を軸方向に圧縮して、前記素線の横断面が平角形状となった巻線2からなる平角コイル（裸平角コイル20）を形成する圧縮工程とを備える。素線の巻回と予備コイル10の圧縮は、絶縁被覆のない素線に対して行われるため、平角コイルを形成するまでの過程において絶縁被覆の損傷を回避できる。【選択図】図１
2012119452.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁被覆を有しておらず、かつ横断面が平角形状以外の導体から構成される素線をらせん状に巻回して予備コイルを形成する巻回工程と、
前記予備コイルを軸方向に圧縮して、前記素線の横断面が平角形状となった巻線からなる平角コイルを形成する圧縮工程とを備えることを特徴とするリアクトル用コイルの製造方法。
【請求項２】
前記圧縮工程は、
前記予備コイルの内周形状に沿った心棒によって該予備コイルの内周を支持し、
圧縮後の予備コイルの外形を形成する外金型を前記心棒の外周に同心状に配置し、
前記心棒と外金型との間に嵌る上金型と下金型とによって前記予備コイルを挟持しながら圧縮することを特徴とする請求項1に記載のリアクトル用コイルの製造方法。
【請求項３】
前記心棒と外金型の各々は、互いに放射状に分離できる複数の心棒分割片と外金型分割片を備え、
前記心棒は、前記心棒分割片同士の間隔を可変とすることで心棒の外形サイズを可変とする拡径部材を備え、
前記外金型は、前記外金型分割片同士を当接した際、前記平角コイルの外形に適合した内周面を形成することを特徴とする請求項2に記載のリアクトル用コイルの製造方法。
【請求項４】
前記巻回工程は、前記予備コイルの軸方向から見た端面形状が円形となるように前記素線を巻回し、
前記圧縮工程は、前記端面形状を維持したまま圧縮することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のリアクトル用コイルの製造方法。
【請求項５】
前記巻回工程は、前記予備コイルの軸方向から見た端面形状が多角形となるように前記素線を巻回し、
前記圧縮工程は、前記端面形状を維持したまま圧縮することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のリアクトル用コイルの製造方法。
【請求項６】
更に、前記平角コイルを構成する巻線の表面の少なくとも一部に絶縁被覆を形成する被覆工程を備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のリアクトル用コイルの製造方法。
【請求項７】
前記被覆工程は、塗装により絶縁被覆を形成することを特徴とする請求項6に記載のリアクトル用コイルの製造方法。
【請求項８】
前記被覆工程は、樹脂モールドにより絶縁被覆を形成することを特徴とする請求項6に記載のリアクトル用コイルの製造方法。
【請求項９】
請求項1〜8のいずれか1項に記載のリアクトル用コイルの製造方法により得られたことを特徴とするリアクトル用コイル。
【請求項１０】
請求項9に記載のリアクトル用コイルと、
前記リアクトル用コイルが配置される磁性コアとを備えることを特徴とするリアクトル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用DC-DCコンバータといった電力変換装置を構成するリアクトルに適したリアクトル用コイル、その製造方法、及び前記コイルを用いたリアクトルに関する。
【背景技術】
【０００２】
電圧の昇降圧動作を行う電力変換装置の構成部品としてリアクトルが使用されている。例えば、特許文献１には、磁性コア中にコイルを配置することで構成されるリアクトルが開示されている。具体的には、コイルの励磁により、磁性コアにおけるコイルの内部に配される部分（以下、内側コア部）と、コイルの外側を覆う部分（以下、外側コア部）とを通る閉磁路が形成される。このリアクトル用のコイルは、断面矩形状の導体の表面に絶縁被覆を形成した被覆平角線をエッジワイズ巻きにして形成させたエッジワイズコイルである。エッジワイズコイルは、横断面が円形の巻線からなるコイルと比較して、導体の占積率を高められるため、リアクトルを小型にすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2009‐033051号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、巻線として被覆平角線を利用すると、エッジワイズコイルを形成する際に、コイル成形機に供給する被覆平角線の表裏面の向きを一定に保つ必要があり、コイルの成形作業が煩雑になる。また、被覆平角線が曲げられた屈曲部分では、その曲げの外周側に比べて内周側の巻線の厚さが厚くなり易い。その上、絶縁被覆を有する被覆平角線は、コイル成形時に絶縁被覆を損傷させる虞もある。
【０００５】
特に、被覆平角線を巻線としてコイルの端面外形が矩形のエッジワイズコイルを形成する場合、図６に示すように、コイル50を構成する各ターンの角部50Cに位置ずれが生じる虞がある。
【０００６】
巻線をほぼ直角に屈曲して角部の形成を繰り返すことでコイルのターンの形成が進むと、成形されたコイルの重量が大きくなる。そのため、コイルの慣性により、ターン数の少ないコイルにつながる巻線を曲げた場合と、ターン数の多いコイルにつながる巻線を曲げた場合とでは巻線の曲げ角にばらつきが生じる。また、繰り出しボビンから巻線をコイル成形機に供給してターン数が多いコイルを形成する場合、巻線の繰り出し初期と終期では、繰出しボビンにおける巻線の巻付け径の差が大きくなる。この巻付け径の相違は、繰り出される巻線の線癖に影響し、角部によってスプリングバック量の相違として現れ、角部の曲げ角にばらつきを生じさせる。
【０００７】
一方、この曲げ角のばらつきにより各ターンの角部の位置が少しずつずれたコイルは、その角部における導体の材質がある程度加工硬化しているため、コイル成形後に各ターンの角部の位置ずれを修正することが非常に困難である。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、生産性に優れるリアクトル用コイルの製造方法を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、上記本発明のリアクトル用コイルの製造方法によって製造されたリアクトル用コイルを提供することにある。
【００１０】
更に、本発明の別の目的は、上記本発明のリアクトル用コイルを用いたリアクトルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のリアクトル用コイルの製造方法は、次の巻回工程と圧縮工程とを備えることを特徴とする。
巻回工程：絶縁被覆を有しておらず、かつ横断面が平角形状以外の導体から構成される素線をらせん状に巻回して予備コイルを形成する。
圧縮工程：前記予備コイルを軸方向に圧縮して、前記素線の横断面が平角形状となった巻線からなる平角コイルを形成する。
【００１２】
この方法によれば、横断面が平角形状以外の素線で予備コイルを形成するため、この素線をらせん状に巻回する際、コイル成形機に供給する素線の外周方向の向きを厳密に規定する必要はない。また、素線の巻回と予備コイルの圧縮は、絶縁被覆のない素線に対して行われ、絶縁被覆の形成は平角コイルの形成後に行えるため、平角コイルを形成するまでの過程において絶縁被覆の損傷問題を回避できる。その上、平角コイルを形成する巻線の横断面形状は、予備コイルの成形時ではなく、予備コイルの軸方向への圧縮に伴う素線の断面形状の塑性変形により決まるため、巻線の曲げの内側と外側で巻線の厚みに差が生じ難い。さらに、平角コイルを構成する巻線の屈曲形態は、予備コイルを形成した際に暫定的に決まり、予備コイルを圧縮して素線の断面形状を平角形状以外から平角形状に塑性変形させることで確定される。そのため、平角コイルの端面外形が矩形の場合でも、平角コイルを構成する各ターンの角部の位置を揃え易い。
【００１３】
本発明のリアクトル用コイルの製造方法の一形態として、前記圧縮工程は、金型を用いて行う形態が挙げられる。具体的には、前記予備コイルの内周形状に沿った心棒によって該予備コイルの内周を支持し、圧縮後の予備コイルの外形を形成する外金型を前記心棒の外周に同心状に配置する。そして、前記心棒と外金型との間に嵌る上金型と下金型とによって前記予備コイルを挟持しながら圧縮する。
【００１４】
この方法によれば、各金型により予備コイルの内外周及び両端面を適切に支持して圧縮が行えるため、予備コイルの形状を保持したまま各ターンをほぼ均一に塑性変形させることができる。それにより、平角コイルの各ターンを構成する巻線の横断面形状を均一に形成し易い。
【００１５】
本発明のリアクトル用コイルの製造方法の一形態として、金型を用いて圧縮工程を行う場合、前記心棒と外金型の各々は、互いに放射状に分離できる複数の心棒分割片と外金型分割片を備える形態が挙げられる。前記心棒は、前記心棒分割片同士の間隔を可変とすることで心棒の外形サイズを可変とする拡径部材を備える。前記外金型は、前記外金型分割片同士を当接した際、前記平角コイルの外形に適合した内周面を形成する。
【００１６】
この方法によれば、心棒分割片の間隔を広げた状態の心棒とすることで、圧縮時に予備コイルの内周を心棒で支持することができ、心棒分割片の間隔を狭めた状態の心棒とすることで、平角コイルを心棒から容易に取り外すことができる。また、分割式の外金型とすることで、外金型を平角コイルの外周方向に分割して開くことで、容易に同コイルを取り出すことができる。
【００１７】
本発明のリアクトル用コイルの製造方法の一形態として、前記巻回工程は、前記予備コイルの軸方向から見た端面形状が円形となるように前記導体を巻回し、前記圧縮工程は、前記端面形状を維持したまま圧縮する形態が挙げられる。
【００１８】
この方法によれば、円筒状の平角コイルを容易に形成することができる。
【００１９】
本発明のリアクトル用コイルの製造方法の一形態として、前記巻回工程は、前記予備コイルの軸方向から見た端面形状が多角形となるように前記導体を巻回し、前記圧縮工程は、前記端面形状を維持したまま圧縮する形態が挙げられる。
【００２０】
この方法によれば、角筒状の平角コイルを容易に形成することができる。
【００２１】
本発明のリアクトル用コイルの製造方法の一形態として、更に、前記平角コイルを構成する巻線の表面の少なくとも一部に絶縁被覆を形成する被覆工程を備える形態が挙げられる。
【００２２】
この方法によれば、平角コイルの形成後に絶縁被覆の形成を行うため、平角コイルを形成するまでの過程において絶縁被覆の損傷問題を回避できる。
【００２３】
本発明のリアクトル用コイルの製造方法の一形態として、前記被覆工程は、塗装により絶縁被覆を形成する形態が挙げられる。
【００２４】
この方法によれば、平角コイルの表面に塗装を施すことで、絶縁被覆を容易に形成することができる。
【００２５】
本発明のリアクトル用コイルの製造方法の一形態として、前記被覆工程は、樹脂モールドにより絶縁被覆を形成する形態が挙げられる。
【００２６】
この方法によれば、平角コイルの表面を樹脂モールドにより覆うことで、絶縁被覆を容易に形成することができる。
【００２７】
一方、本発明のリアクトル用コイルは、上述した本発明のリアクトル用コイルの製造方法により得られたことを特徴とする。
【００２８】
この構成によれば、平角コイルを構成する巻線の曲げの内側と外側で厚みの差が小さく、絶縁被覆の損傷が実質的にないコイルとすることができる。特に、端面外形が多角形の平角コイルの場合でも、各ターンの角部の位置が揃ったコイルとすることができる。そのため、本発明のコイルと磁性コアとを組み合わせてリアクトルを製造する際、この組立作業を容易にすることができる。
【００２９】
本発明のリアクトルは、上述した本発明のリアクトル用コイルと、該リアクトル用コイルが配置される磁性コアとを備えることを特徴とする。
【００３０】
本発明のリアクトル用コイルは、その形状が整っているため、そのコイルを用いたリアクトルの形状も整ったものとすることができる。また、本発明のリアクトル用コイルは、絶縁被覆の損傷の実質的にないコイルとできるため、そのコイルを用いたリアクトルは、コイルと磁性コアとの絶縁を十分に確保することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明のリアクトル用コイルの製造方法によれば、形状が整った平角コイルを生産性よく製造することができる。特に、端面外形が多角形のエッジワイズコイルを製造する場合、角部の位置ずれが少なく、形状が整った平角コイルを得ることができる。
【００３２】
本発明のリアクトル用コイルは、その形状が整って、かつ絶縁被覆の損傷が実質的にないコイルとすることができる。
【００３３】
本発明のリアクトルは、コイルと磁性コアとの絶縁性が十分に確保でき、かつ形状の整ったリアクトルとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施形態に係るリアクトル用コイルの製造方法の説明図である。
【図２】実施形態の方法に用いる金型と予備コイルの説明図である。
【図３】(A)は予備コイル圧縮前の図２の金型を示す説明図、(B)は予備コイル圧縮時の図２の金型を示す説明図、(C)は圧縮後の図２の金型を示す説明図である。
【図４】図３（B）のＩ-Ｉ断面図である。
【図５】(A)は実施形態に係るリアクトルの概略図、(B)は(A)の縦断面図である。
【図６】コイルの角部の位置ずれを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００３６】
〔実施形態１〕
{概要}
ここでは、円筒状のエッジワイズコイルを製造する方法を例として図１〜図４に基づいて本発明を説明する。この製造方法は、概略的に述べると、巻回工程、圧縮工程、被覆工程を備える。より具体的には、各工程は次のように行われる（図１）。
巻回工程：絶縁被覆がない裸素線1を巻回して予備コイル10を形成する。
圧縮工程：予備コイル10を圧縮して平角の巻線2からなる裸平角コイル20を形成する。
被覆工程：裸平角コイル20の表面に絶縁被覆を形成し、被覆平角コイルとする。
以下、各工程ごとに本例の製造方法をさらに詳しく説明する。
【００３７】
{巻回工程}
巻回工程は、絶縁被覆がなく、横断面が平角形状でない裸素線1を巻回して予備コイル10を形成する工程である。
【００３８】
（裸素線）
裸素線1は、絶縁被覆を持たない導電線である。この裸素線1で予備コイル10を形成することで、予備コイル成形時に絶縁被覆が損傷するという問題を回避できる。裸素線1の材質には、導電性の高い材料が好適に利用できる。例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金などが挙げられる。裸素線1の断面形状は、平角形状以外とする。例えば、円形や楕円形が好適に挙げられる。特に、裸素線1の外周面が曲面で構成され、平面を有さない裸素線1であれば、予備コイル10を形成するコイル成形機に裸素線1を供給する際、同素線1の外周方向の向きを厳密に規定する必要がないため好ましい。とりわけ、横断面が円形の丸線は製造も取り扱いも容易にでき、裸素線1として好適に利用できる。本例では、銅からなる丸線を裸素線1に用いている。丸線の直径は、裸平角コイル20を構成する巻線2の厚さよりも大きな寸法としておく。
【００３９】
（巻回条件）
このような裸素線1は、らせん状に巻回されて、所定のターン数の予備コイル10に成形される。このコイル成形は、常温でももちろんできるが、絶縁被覆のない裸素線1が加工対象であるため、適宜な温度に裸素線1を加熱して行うことも可能である。この際の加熱温度は、裸素線1の屈曲が常温時に比べて容易になり、かつ裸素線1が過度に軟化して断線しない程度の温度範囲が選択できる。本例では常温にて裸素線1の巻回を行っている。
【００４０】
（予備コイルの形状）
予備コイル10の端面を軸方向から見た形状（端面外形）は、円形や楕円形の他、矩形を代表例とする多角形など、種々の形態が挙げられる。つまり、予備コイル10の形状には、円筒状や角筒状のいずれもが利用できる。本例では、予備コイル10の端面外形を円形としている。また、予備コイル10のピッチは、広い尤度をもって選択できる。後述する圧縮工程で予備コイル10が圧縮され、予備コイル10のピッチよりも小さいピッチに裸平角コイル20が成形されるからである。
【００４１】
{圧縮工程}
圧縮工程は、予備コイル10をその軸方向に圧縮して裸素線1の横断面形状を変形させ、横断面が平角形状の巻線2からなる裸平角コイル20を形成する工程である。この圧縮は、予備コイル10のらせん形状を保持したまま同コイル10を圧縮できるよう、金型を用いて行うことが好ましい。金型の構成と併せて、圧縮工程を図２〜図４に基づいて説明する。
【００４２】
（金型の構成）
金型30は、図２に示すように、心棒31と外金型33を備え、さらに図３に示すように、上金型35と下金型37を備える。
【００４３】
＜心棒＞
心棒31は、予備コイル10の内周側を支持して、裸平角コイル20の内周面を成形するための部材である。従って、裸平角コイル20の内周形状に合わせた横断面形状の棒材が心棒31として利用できる。本例では、横断面が円形の心棒31を用いている。この心棒31は、予備コイル10を圧縮後、裸平角コイル20を心棒31から容易に取り外すため、分割式とすることが好ましい。本例では、心棒31の軸を中心として、放射状に４等分される心棒分割片31Pと、各分割片の間に介在される拡径部材31Bとを備える心棒31を用いている。各分割片31Pは、断面が扇形の棒状体で構成される。この心棒分割片31Pの分割数は特に問わない。
【００４４】
一方、拡径部材31Bは、各心棒分割片31Pの間に挿脱されることで、各分割片31Pの間隔を変え、心棒31の外径を可変とする。本例では、各心棒分割片31P同士の間の形状に合わせて、十字状に組み合わせた板材を拡径部材31Bとしている。拡径部材31Bを各心棒分割片31Pの間に介在させた状態において、各分割片31Pの外周面（円筒面の一部）と拡径部材31Bを構成する板材の外側面とは、ほぼ連続的につながる円筒状の曲面を形成する。そして、そのときの心棒31の外径が、予備コイル10の内径よりも若干小さく、ほぼ裸平角コイル20の内径に相当する。この拡径部材31Bの板材の数は心棒分割片31Pの分割数に合わせて適宜選択すれば良い。また、拡径部材31Bの一端部は、その長手方向と直交する平面ではなく、一端側に向かうに従って各板材の厚みが小さくなる山型に構成されている。これは、各心棒分割片31Pの間に拡径部材31Bを挿入し易くするためである。その他、拡径部材31Bにおける心棒分割片31Pとの接触面は、本例では平面で構成しているが、板材に適宜な数の孔を設けても良い。この孔により、拡径部材31Bの板材と心棒分割片31Pとの接触面積を小さくし、両者31P、31Bの摩擦を低減することで心棒分割片31P同士の間に拡径部材31Bを挿脱しやすくできる。この拡径部材31Bの挿脱動作は、拡径部材31Bをモータやシリンダなどの適宜なアクチュエータ（図示略）で駆動することが好ましい。
【００４５】
＜外金型＞
外金型33は、予備コイル10の外周に配置されて、裸平角コイル20の外周面を成形するための部材である。従って、裸平角コイル20の外周形状に合わせた内周面をもつ筒状部材が外金型33として利用できる。この外金型33も、裸平角コイル10を外金型33から容易に取り出すため、分割式とすることが好ましい。本例では、放射状に４等分される外金型分割片33Pで外金型を構成している。つまり、各外金型分割片33Pは、円弧状の湾曲片で構成される。この外金型分割片33Pの分割数は特に問わない。
【００４６】
また、この外金型33は、図示しない開閉機構により、各分割片33P同士が当接して円筒に形成された状態と、各分割片33P同士が離れた状態との間で、各分割片33Pを径方向に駆動することができる。この駆動も、モータやシリンダなどの適宜なアクチュエータを備える開閉機構（図示略）で行うことが好ましい。予備コイル10の圧縮時は各分割片33P同士を閉じ、裸平角コイル20の取出時は各分割片33P同士を開く。
【００４７】
上金型35と下金型37は、心棒31と外金型33との間に配置された予備コイル10を、その軸方向に圧縮する部材である。本例では、上下のいずれの金型35、37も、心棒31と外金型33の間に介在されて、その軸方向にスライドされる短円筒状の部材を用いている。つまり、下金型37は予備コイル10の下端面を下から支持し、上金型35は予備コイル10の上端面を下方に向けて押圧する。この上金型35と下金型37は、その一方が軸方向にスライド自在であっても良いし、双方が軸方向にスライド自在であっても良い。
【００４８】
＜金型の利用手順と動作＞
予備コイル10の圧縮は、上記の金型30の各構成部材を図３のように組み合わせて行う。
【００４９】
まず、成形しておいた予備コイル10を用意する。次に、図３(A)に示すように、予め各心棒分割片31P同士の間に拡径部材31Bを挿入した心棒31を下金型37の内側に嵌め込んだ状態としておき、その心棒31の外周に予備コイル10を嵌め込む。
【００５０】
予備コイル10の外周に外金型33を配置する。その際、各外金型分割片33P同士が当接させて、円筒状の外金型33を形成するようにする。この外金型33の配置は、外金型分割片33Pの開閉機構（図示略）を動作して行う。
【００５１】
続いて、図３(B)に示すように、予備コイル10の上方から上金型35を心棒31と外金型33との間に挿入して、予備コイル10を圧縮する。この圧縮により、予備コイル10は、その軸方向に圧縮されて隣接するターン同士が圧接される。さらに圧縮を続けると、予備コイル10を構成する裸素線が塑性変形される。裸素線の外周は、心棒31、外金型33、上下金型35、37で拘束されているため、素線の横断面形状は円形から矩形へと変形される。
【００５２】
上記圧縮終了時の金型内の状態を図４に示す。この裸素線の横断面形状の変形により、予備コイルは、横断面が矩形の巻線2から構成される裸平角コイル20に成形される。
【００５３】
裸平角コイル20の成形後、上金型35を上方に逃がし（図３(C)参照）、外金型33を開いて裸平角コイル20を露出させる。次に、拡径部材33Bを下方に引き抜き、各心棒分割片31P同士を互いに動かせる状態とする。この状態であれば、各心棒分割片31P同士を近接させる方向に移動させることで、裸平角コイル20と各心棒分割片31Pとの間に空隙を形成することができ、裸平角コイル20を容易に心棒分割片31Pの外周から取り外すことができる。取り出した裸平角コイル20は、次の被覆工程に供される。
【００５４】
{被覆工程}
被覆工程は、裸平角コイルを構成する巻線の表面に絶縁被覆を形成し、被覆平角コイルとする工程である。絶縁被覆の形成手段の具体例としては、塗装と樹脂モールドが挙げられる。
【００５５】
（塗装）
塗装は、裸平角コイルを構成する巻線の全周を覆うように形成することで、同コイルの各ターン間を絶縁する。具体的には、エナメル塗装、粉体塗装などが好適に利用できる。塗装材料の主成分としては、ポリイミド、ポリアミドイミドやエポキシが挙げられる。塗装による絶縁被覆の厚さは、20μm以上100μm以下が好ましく、厚いほどピンホールを低減できて絶縁性を高められる。
【００５６】
（樹脂モールド）
樹脂モールドは裸平角コイルを構成する巻線の全周を覆うように形成することで、同コイルの各ターン間を絶縁する。樹脂モールドに用いる樹脂としては、絶縁性と耐熱性に優れた樹脂が利用できる。具体的には、不飽和ポリエステル、エポキシ、ウレタン、ポリフェニレンスルフィド（PPS）、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン(ABS)などが挙げられる。この樹脂モールドは、巻線の表面に薄く形成し、コイルのらせん形態が樹脂モールドの外部から認識できるようにしても良いし、各ターン間を樹脂でつないでコイルの螺旋形態が外部から認識できないようにしても良い。後者の具体例としては、樹脂モールドの外形が円筒状の場合や、裸平角コイルと後述する磁性コアとの組合体を一括して樹脂モールドし、ほぼ組合体の外形に沿った形状の樹脂モールドとすることが挙げられる。その場合、絶縁被覆の形成と共にリアクトルも形成される。樹脂モールドの絶縁被覆の厚さは、ターン間では上述した塗装と同等以上の厚みとし、ターン間以外の箇所の厚みはさらに厚いことが多い。
【００５７】
（被覆時の裸平角コイル）
上述した塗装と樹脂モールドのいずれの場合であっても、絶縁被覆を形成する際は、裸平角コイルのターン間を広げた状態で塗装や樹脂モールドを行う。通常、裸平角コイルのターン同士は、上述した圧縮工程での圧縮により当接又は近接している。そのため、ターン間を広げた状態で塗装や樹脂モールドを行えば、そのターン間に塗装材料や樹脂モールドの樹脂が十分に充填されて、各ターン間の絶縁を確保することができる。広げたターン間の間隔は、塗装材料又は樹脂モールドの樹脂がターン間に入り込むことができる程度であれば、狭い方が好ましい。過度にターン間の間隔を広げると、その状態に裸平角コイルが塑性変形してしまい、被覆平角コイルの軸方向の長さが大きくなる虞がある。
【００５８】
（絶縁被覆の硬化）
被覆工程には、形成した樹脂被覆の硬化過程が含まれる。塗装、樹脂モールドのいずれであっても、塗装材料又は樹脂モールドの樹脂を硬化させることで、絶縁被膜を十分な硬度の膜とする。例えば、エナメル塗装では、通常、焼付による被覆の乾燥・硬化が行われる。絶縁被覆を硬化させることで、被覆平角コイルが形成される。
【００５９】
{作用効果}
上記のリアクトル用コイルの製造方法によれば、次の効果を奏することができる。
【００６０】
（１）横断面が平角形状以外の裸素線で予備コイルを形成するため、この裸素線をらせん状に巻回する際、コイル成形機に供給する裸素線の周方向の向きを厳密に規定する必要はない。そのため、予備コイルの成形性に優れる。
【００６１】
（２）裸素線の巻回と予備コイルの圧縮は、絶縁被覆のない裸素線に対して行われ、絶縁被覆の形成は裸平角コイルの形成後に行えるため、裸平角コイルを形成するまでの過程において絶縁被覆の損傷問題を回避できる。
【００６２】
（３）裸平角コイルを形成する巻線の横断面形状は、予備コイルの成形時ではなく、予備コイルの軸方向への圧縮に伴う素線の断面形状の塑性変形により決まる。つまり、巻線のほぼ厚み方向に対する圧縮により裸素線の断面形状が変形される。そのため、巻線の曲げの内側と外側で巻線の厚みに差が生じ難い。その結果、全長に亘って一様な厚みの巻線からなる裸平角コイルを形成できる。
【００６３】
（４）裸平角コイルを構成する巻線の屈曲形態は、予備コイルを形成した際に暫定的に決まる。端面外形が矩形の裸平角コイルを製造する際、裸平角線をエッジワイズ巻きする場合に比べれば、同じ断面積の丸線を巻回した場合の方が屈曲しやすく、角部の曲げ角のばらつきが生じ難い。また、裸平角コイルを構成する巻線の屈曲形態は、予備コイルを圧縮して裸素線の断面形状を平角形状に塑性変形させることで確定される。その際、裸素線は、心棒、外金型及び上下金型で予備コイルの形状が拘束された状態で圧縮され、巻線の屈曲箇所だけでなく、直線箇所も含む巻線の全長に亘って裸素線の断面形状が塑性変形により変形される。そのため、裸平角コイルの端面外形が矩形の場合、圧縮前の予備コイルに角部の位置ずれが多少あったとしても、角部の屈曲形態は実質的に上記断面形状の塑性変形に伴って修正して確定されると考えられる。その結果、裸平角コイルを構成する各ターンの角部の位置を揃え易く、形状の整った裸平角コイルを形成することができる。
【００６４】
{リアクトル}
次に、上述した方法により得られた被覆平角コイルを用いたリアクトルを図５に基づいて説明する。
【００６５】
このリアクトル100は、上述の被覆平角コイル40と、このコイル40の励磁により閉磁路を形成する磁性コア120とを備える。磁性コア120は、主にコイル40の内部に配される内側コア部120iと、コイル40の外周を覆う外側コア部120oとに分けることができる。このリアクトル100のコイル40に電流を流せば、図５(B)中の矢印に示すように、内側コア部120iと外側コア部120oを通る閉磁路が形成される。以下、このリアクトル100におけるコイル40以外の各構成部材とリアクトル100の製造方法とを順に説明する。
【００６６】
（磁性コア）
リアクトル100の磁性コア120は、既述のように内側コア部120iと、外側コア部120oとに分けられる。これら内側コア部120iと外側コア部120oは、同一の磁気特性を有するように構成しても良いし、異なる磁気特性を有するように構成しても良い。後者の場合、外側コア部120oの比透磁率が、内側コア部120iの比透磁率よりも小さくなるように両コア部120i,120oを構成することが好ましい。ここで、一般に、比透磁率が高くなると、飽和磁束密度も高くなり、比透磁率が低くなると、飽和磁束密度も低くなる。つまり、『外側コア部120oの比透磁率』＜『内側コア部120iの比透磁率』とすると、『外側コア部120oの飽和磁束密度』＜『内側コア部120iの飽和磁束密度』となる。このような構成とすることで、両コア部120i,120oの磁気特性を同一とした場合に比べて、同じ性能でありながらコンパクトなリアクトル100となる。
【００６７】
磁性コア120の両コア部120i,120oの具体的な構成には、大きく分けて次の４つがある。
【００６８】
まず、第一の構成は、絶縁被膜を有する複数の電磁鋼板を積層した積層鋼板を使用した構成である。
【００６９】
第二の構成は、軟磁性金属粒子の表面に絶縁性の膜を形成した軟磁性粉末を含む粉体を加圧成形し、その成形体を焼成することで得られる圧粉磁心を使用した構成である。軟磁性金属粒子としてはFeやFe合金を使用でき、絶縁性の膜としてはリン酸塩やシリコーン樹脂を使用することができる。また、圧粉磁心の作製に使用する粉体は、更に酸化アルミニウムや窒化硼素、窒化アルミニウムなどの非磁性粉末のフィラーを含んでいても良く、この非磁性粉末の量によってコア部の磁気特性を変更することができる。
【００７０】
第三の構成は、軟磁性粉末を含む粉体を、粉体のままコア部として使用する構成である。例えば、粉体を加圧成形するが焼成はしないことで、第三の構成を備えるコア部となる。その他、コア部の外周形状を保持するケースを用意し、そのケースに粉体を充填することでも第三の構成を備えるコア部となる。なお、この第三の構成においても、粉体はフィラーを含んでいてかまわない。
【００７１】
第四の構成は、バインダとなる非磁性の樹脂中に、上記第二、第三の構成と同様の軟磁性粉末を含む粉体を混合した混合流体を作製し、その混合流体を射出成形や注型成形などで成形体とした後、樹脂を硬化させることで得られる成形硬化体とする構成である。この場合、成形硬化体は、非磁性の樹脂からなるマトリックス中に、軟磁性粉末が分散した構成を備える。非磁性のマトリックスの材質には、エポキシ樹脂やフェノール樹脂、シリコーン樹脂などを利用することができる。また、この非磁性のマトリックスは、酸化アルミニウムやシリカといったセラミックからなる非磁性粉末のフィラーを含んでいても良い。
【００７２】
ところで、上記第四の構成を採用した内側コア部120i（外側コア部120o）であれば、この内側コア部120i（外側コア部120o）自身にコイル40を保持する機能を持たせることができる。これは、内側コア部120i（外側コア部120o）の作製の際、混合流体がコイル40の外周面に回り込むため、混合流体を硬化させたときに内側コア部120i（外側コア部120o）とコイル40とが密着するからである。コイル40は、裸平角コイルの成形後に絶縁被覆を形成して得られるため、その絶縁被覆に欠陥が少なく、内側コア部120i（外側コア部120o）とコイル40とが密着する構成であっても何ら問題にならない。
【００７３】
上記４つの構成は各コア部120i,120oによって異なる構成を選択することができる。例えば、第二の構成である圧粉磁心で内側コア部120iを作製し、第四の構成である成形硬化体で外側コア部120oを作製することが挙げられる。また、第一の構成である積層鋼板は一般に、高比透磁率で低飽和磁束密度であるので、この積層鋼板で内側コア部120iを形成し、第二、第三、第四の構成で外側コア部120oを形成しても良い。あるいは、第二、第三、第四の構成のいずれかで、両コア部120i,120oを一体に形成してもかまわない。
【００７４】
以上の構成を備えるリアクトル100は、例えばハイブリッド自動車の電力変換回路に使用される。自動車用リアクトルへの通電条件は、最大電流（直流）：100〜1000A、平均電圧：100〜1000V、使用周波数：5〜100kHzとなっており、非常に過酷な条件である。このような過酷な条件であっても、上記リアクトル100は、欠陥が殆どない絶縁被覆を有するコイル40を備えるため、自動車用リアクトルとして十分な特性を発揮すると期待される。
【００７５】
（リアクトルの製造方法）
上記リアクトル100は、用意したコイル40の内部に内側コア部120iを配置すると共に、この内側コア部120iに繋がるようにコイル40の外側に外側コア部120oを配置することで製造される。ここでは、両コア部120i,120oを異なる部材とする場合を説明する。
【００７６】
予め圧粉磁心や積層鋼板で内側コア部120iを作製し、この内側コア部120iをコイル40の内部に収納した組合体を作製する。そして、別途用意した金型に組合体を配置し、金型内に上記混合流体を充填し、樹脂を硬化させる。その他、圧粉磁心で有底筒状の外側コア部120oを作製し、その外側コア部120oの内部にコイル40を配置した後、コイル40の内部に混合流体を充填して内側コア部120iを作製しても良い。
【００７７】
なお、上述した実施形態は、本発明の要旨を逸脱することなく、適宜変更することが可能であり、上述した構成に限定されるものではない。例えば、２つのコイルが並列に配置され、その一端側にて巻線の一部で連結された状態の平角コイルを、実施形態１と同様に丸線による予備コイルの成形と圧縮を経ることで得ることが期待できる。この場合、２つのコイルをつなぐ連結個所は、特開2008-186980号公報の図３に示すように、S字状に形成することが予備コイルの圧縮を行う都合上好ましい。また、この一対の並列コイルには、特開2008-028290号公報の図2に示すように、環状の磁性コアを組み合わせてリアクトルを構成すればよい。その他、内側コイルと外側コイルからなる２つのコイルを同軸に配した状態でも、実施形態１と同様に丸線による予備コイルの成形と圧縮を経ることで得ることが期待できる。この場合、内側予備コイルと外側予備コイルとの間には筒状の仕切り金型を配置すれば良い。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明のリアクトル用コイルの製造方法は、車両用リアクトルを構成するコイルを製造することに好適に利用できる。また、この方法により得られたリアクトル用コイルや、そのコイルを用いたリアクトルは、ハイブリッド車や電気自動車といった車両の電力変換装置などに好適に利用できる。
【符号の説明】
【００７９】
10  予備コイル
1  裸素線
20  裸平角コイル
2  巻線
30  金型
31  心棒  31P  心棒分割片  31B  拡径部材
33  外金型  33P  外金型分割片
35  上金型
37  下金型
40  被覆平角コイル
100  リアクトル
120  磁性コア  120i  内側コア部  120o  外側コア部
50  コイル  50C  角部
【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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