トロイダルコイル
【課題】周回ワイヤの間の間隔を均一にして外観上の見栄えを向上させるとともに放熱特性を向上する。
【解決手段】トロイダルコイル１０は、閉磁路を形成するリングコア１３と、周方向に沿ってリングコア１３に螺旋状に巻回されたワイヤ１４とを備える。リングコア１３の外周に突起１６が周方向に所定の間隔ｋを空けて連続して複数形成され、突起１６間の隙間に螺旋状に巻回するワイヤ１４を順次通過させる。リングコア１３の外周に形成される突起１６の個数を螺旋状に巻回されたワイヤ１４の巻回数に一致させ、ワイヤ１４の断面は幅が厚さよりも大きな長方形を成し、突起１６間の所定の隙間が厚さより大きく幅よりも小さい。リングコア１３が、トロイダルコア１３ａと、トロイダルコア１３ａを収容する円環状の樹脂ケース１３ｂ，１３ｃとを備え、樹脂ケースの外周に突起１６が形成される。
【解決手段】トロイダルコイル１０は、閉磁路を形成するリングコア１３と、周方向に沿ってリングコア１３に螺旋状に巻回されたワイヤ１４とを備える。リングコア１３の外周に突起１６が周方向に所定の間隔ｋを空けて連続して複数形成され、突起１６間の隙間に螺旋状に巻回するワイヤ１４を順次通過させる。リングコア１３の外周に形成される突起１６の個数を螺旋状に巻回されたワイヤ１４の巻回数に一致させ、ワイヤ１４の断面は幅が厚さよりも大きな長方形を成し、突起１６間の所定の隙間が厚さより大きく幅よりも小さい。リングコア１３が、トロイダルコア１３ａと、トロイダルコア１３ａを収容する円環状の樹脂ケース１３ｂ，１３ｃとを備え、樹脂ケースの外周に突起１６が形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リングコアと、そのリングコアの周方向に螺旋状に巻回させたワイヤとを備えるトロイダルコイルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ノイズフィルター等に用いられるリング状のトロイダルコイルは、リングコアの内径と鎖交するシャトルリングにワイヤを一定量貯線し、巻終わり端をリングコアに固定して、シャトルリングをリングコアの周りを周回させながら巻線を施していた。しかし、この巻線方法では、ワイヤが細くて柔らかい場合はともかく、電流容量の大きい太く硬いワイヤは、巻線に大きなトルクが必要となるため、シャトルリングを小さい内径のリングコアの中央孔を通して周回させ、ワイヤをリングコアに巻き付けることが困難になり、電流容量の大きいトロイダルコイルの小型化には限界があった。
【０００３】
この点を解消するために、図１５に示すように、所定の巻芯を用いた巻線機でワイヤ４を螺旋状に巻回して真直ぐなソレノイドコイル２に予め形成しておき、そのソレノイドコイル２の一端の略１ターン２ａを、フェライト又は鉄芯等のリングコア３に絡め、実線矢印で示すように巻き方向に回転させながら巻き移してなるトロイダルコイルの製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この製造方法では、予め巻線機で巻線するため、比較的太いワイヤ４であっても容易にソレノイドコイル２を形成でき、その後にそのソレノイドコイル２をリングコア３に回転させながら巻き移してトロイダルコイル１を形成するので、内径の小さいリングコア３であっても、容易にトロイダルコイル１が製造できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１００６４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ソレノイドコイル２をリングコア３に巻き移すことにより得られた上記従来のトロイダルコイル１では、巻き移す前の真直ぐなソレノイドコイル２は、巻き移された後にリングコア３に沿って湾曲することになる。このため、そのソレノイドコイル２を形成する複数の単位周回ワイヤ４ａ間のピッチＰは、そのソレノイドコイル２が真直ぐの場合に一定であったとしても、巻き移されるとリングコア３の内周側においてそのピッチは縮まり、リングコア３の外周側にあってはそのピッチを維持しようとする傾向にある。よって、巻き移された後の複数の連続する単位周回ワイヤ４ａにおける周方向の位置関係は、内周側のピッチ又は外周側のピッチの何れに近づくかによって異なり、リングコア３に巻き移された後の単位周回ワイヤ４ａ間の間隔がばらつく不具合があった。
【０００６】
具体的に、ソレノイドコイル２をリングコア３に巻き移すことにより得られた上記従来のトロイダルコイル１では、図１６に示すように、リングコア３に巻き移されてそのリングコア３に巻回されたワイヤ４の中央部分の単位周回ワイヤ４ａ間の間隔が拡大する一方で両端部における単位周回ワイヤ４ａ間の間隔が狭まってしまったり、逆に、図１７に示すように、その中央部分の単位周回ワイヤ４ａ間の間隔が狭まる一方で両端部における単位周回ワイヤ４ａ間の間隔が拡大するような場合もあり、隣接する単位周回ワイヤ４ａ間の間隔がリングコア３の周方向において不均一になる不具合があった。このように、リングコア３の周方向における単位周回ワイヤ間の間隔が不均一になると、トロイダルコイル１の外観上の見栄えを悪化させるとともに、単位周回ワイヤ４ａ間の間隔が狭まる位置において、そのワイヤ４からの放熱が隣接するワイヤからの放熱により妨げられてその放熱特性が悪化する不具合があった。
【０００７】
本発明の目的は、螺旋状を成すワイヤが形成する単位周回ワイヤ間の間隔を均一にして、外観上の見栄えを向上させるとともに、そのワイヤからの放熱特性を向上し得るトロイダルコイルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のトロイダルコイルは、閉磁路を形成するリングコアと、周方向に沿ってリングコアに螺旋状に巻回されたワイヤとを備える。
【０００９】
その特徴ある点は、リングコアの外周に突起が周方向に所定の間隔を空けて連続的に複数形成され、突起間の隙間に螺旋状に巻回するワイヤを順次通過させたところにある。
【００１０】
この場合、リングコアの外周に形成される突起の個数を螺旋状に巻回されたワイヤの巻回数に一致させることが好ましい。また、ワイヤは幅が厚さよりも大きな断面において長方形を成し、突起間の隙間が厚さより大きく幅よりも小さいことが好ましい。
【００１１】
そして、リングコアが、円環状の閉磁路を形成するように巻回された磁性鋼帯又はリング状の焼結体からなるトロイダルコアと、トロイダルコアを収容する円環状の樹脂ケースとを備える場合、その樹脂ケースの外周に突起を形成することが好ましい。この樹脂ケースは、収容するトロイダルコアの磁路を横断する断面形状における外形が円を描くように形成されることが好ましく、巻回されたワイヤの内径は、トロイダルコアの磁路を横断する樹脂ケースの断面の外径よりも大きく、かつ外径と突起の高さの和よりも小さく形成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のトロイダルコイルでは、リングコアの外周に所定の間隔を空けて連続して形成された複数の突起間の隙間に螺旋状に巻回するワイヤを順次通過させるので、螺旋状を成すワイヤにより形成される単位周回ワイヤとそれに隣接する単位周回ワイヤとの間の間隔を、リングコアの外周において突起間における所定の間隔に一致させることができる。これにより螺旋状を成すワイヤにより連続的に形成される複数の単位周回ワイヤ間の間隔は略均一になり、そのワイヤを有するトロイダルコイルの外観上の見栄えを向上させることができる。
【００１３】
また、単位周回ワイヤの間の間隔はリングコアの外周においてその突起の周方向の幅を超えるものとなるので、単位周回ワイヤ間の間隔が著しく狭まるようなことは回避される。これにより、単位周回ワイヤから放散される熱量が隣接する単位周回ワイヤから放散される熱により妨げられるようなことはなく、突起を有せずに隣接する単位周回ワイヤが接近することのある従来のトロイダルコイルに比較して、そのワイヤからの放熱特性を向上することができる。
【００１４】
更に、リングコアの外周に形成される突起の個数が螺旋状に巻回されたワイヤの巻回数に略一致するようなものであれば、得られたトロイダルコイルにおける単位周回ワイヤは、その中心から等角度において放射状をなし、その外観上の見栄えを更に向上させるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明実施形態のトロイダルコイルを示す平面図である。
【図２】図１のトロイダルコイルを矢視Ｂ方向から観た拡大図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】そのトロイダルコイルに用いられるリングコアの平面図である。
【図５】そのリングコアの分解斜視図である。
【図６】そのリングコアにソレノイドコイルを巻き移してトロイダルコイルを得る状態を示す平面図である。
【図７】真直ぐに繰出されるワイヤを湾曲させてリングコアに巻回する状態を示す図８のＥ−Ｅ線断面図である。
【図８】真直ぐに繰出されるワイヤを湾曲させてリングコアに巻回する状態を示す平面図である。
【図９】その湾曲されたワイヤがリングコアの半分以上に巻回された状態を示す図８に対応する平面図である。
【図１０】単一のリングコアに一対のワイヤが対象位置に巻回されたトロイダルコイルの平面図である。
【図１１】単一のリングコアに３本のワイヤが周方向に並んで別々に巻回されたトロイダルコイルの平面図である。
【図１２】突起が面により囲まれた立体から成るトロイダルコイルを示す図１に対応する平面図である。
【図１３】そのトロイダルコイルを矢視Ｃ方向から観た拡大図である。
【図１４】図１２のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１５】従来のリングコアにソレノイドコイルを巻き移して従来のトロイダルコイルを得る状態を示す平面図である。
【図１６】中央部分の単位周回ワイヤ間の間隔が拡大する一方で両端部における単位周回ワイヤ間の間隔が狭まった従来のトロイダルコイルを示す平面図である。
【図１７】中央部分の単位周回ワイヤ間の間隔が狭まる一方で両端部における単位周回ワイヤ間の間隔が拡大した従来のトロイダルコイルを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１〜図３に本発明におけるトロイダルコイル１０を示す。このトロイダルコイル１０は、リングコア１３にワイヤ１４を螺旋状に巻回させたものである。図５に示すように、この実施の形態におけるリングコア１３は、巻回されたパーマロイやアモルファス等の磁性鋼帯やフェライトの焼結体等からなり円環状の閉磁路を形成するリング状のトロイダルコア１３ａと、そのトロイダルコア１３ａを収容するドーナツ状の樹脂ケース１３ｂ，１３ｃからなるものを示す。図５における樹脂ケース１３ｂ，１３ｃは、トロイダルコア１３ａの厚さ方向の中央を通過する平面において分断可能に構成されたものであり、そのそれぞれにトロイダルコア１３ａが落とし込まれる凹溝１３ｄが周方向に延びて形成される（片側のみ示す。）。また、樹脂ケース１３ｂ，１３ｃには互いを同軸に重合させるための嵌合リブ１３ｅ及びその嵌合リブ１３ｅが落とし込まれる嵌合凹部１３ｆ（図３）がその外周及び内周にそれぞれ周方向に延びて形成される。そして、図３に示すように、その樹脂ケース１３ｂ，１３ｃは、収容されたトロイダルコア１３ａの閉磁路を横断する断面形状において、その外形が円を描くように形成されたものが用いられる。
【００１８】
一方、そのリングコア１３に巻回されるワイヤ１４は、巻芯を用いることなく折曲げられるとその形状を維持できるようないわゆる太線が用いられる。この実施の形態では、表面に絶縁皮膜が形成され、幅ｗ（図３）が厚さｔ（図２）よりも大きく、断面において長方形を成すいわゆる平角線からなるワイヤ１４が用いられる。そして、図１にはそのワイヤ１４がリングコア１３の全周に亘って巻回されたトロイダルコイル１０を示す。このように、断面の幅ｗが厚さｔよりも大きな長方形を成すワイヤ１４を用いれば、トロイダルコイル１０におけるワイヤ１４の占積率を高めること、及びワイヤ１４からの放熱性を高めることが期待できる。けれども、このワイヤ１４は断面が矩形を成すいわゆる角線に限らず、トロイダルコイル１０等の仕様等に応じて、断面円形のいわゆる丸線を用いても良い。
【００１９】
本発明の特徴ある構成は、リングコア１３の外周に突起１６が周方向に所定の間隔ｋを空けて連続的に複数形成されたところにある。この実施の形態におけるリングコア１３はトロイダルコア１３ａを収容する樹脂ケース１３ｂ，１３ｃを備えるので、トロイダルコア１３ａを収容する円環状の樹脂ケース１３ｂ，１３ｃの外周に突起１６が形成される。図１〜図５には、半球状を成す突起１６が形成されたものを示し、樹脂ケース１３ｂ，１３ｃは、トロイダルコア１３ａの厚さ方向の中央を通過する平面において分断可能のものであるため、図３に示すように、樹脂ケース１３ｂ，１３ｃが互いに重合した状態でその突起１６が半球を成すように、樹脂ケース１３ｂ，１３ｃの双方にその突起１６が分割された分割突起片１６ａ，１６ｂが形成される。
【００２０】
また、本発明の特徴ある別の構成は、その突起１６間の隙間ｍ（図２）に螺旋状に巻回するワイヤ１４を順次通過させたところにある。この実施の形態では、図１に示すように、リングコア１３の外周に形成される突起１６の個数は、このリングコア１３に螺旋状に巻回されるワイヤ１４の巻回数と同じ数だけ形成される。そして、複数の突起１６はリングコア１３の全周に等間隔に均等に設けられる。即ち、リングコア１３の全周である３６０度を突起１６の数で除した値で示される角度を持って、リングコア１３の中心から放射状に複数の突起１６がその角度毎に形成される。そして、リングコア１３に巻回されるワイヤ１４を突起１６間の隙間ｍに順次通過させることにより、そのワイヤ１４はリングコア１３の全周に亘って巻回される。
【００２１】
図２に示すように、ワイヤ１４は、厚さｔ方向ではなく、幅ｗ（図３）方向に湾曲させ、その厚さｔ方向を突起１６間の隙間ｍに挿通させることによりリングコア１３に螺旋状に巻回される。この実施の形態におけるワイヤ１４は、幅ｗ（図３）が厚さｔよりも大きな断面において長方形を成すいわゆる平角線であり、そのワイヤ１４が通過する突起１６間の隙間ｍは、ワイヤ１４の厚さｔより大きくそのワイヤ１４の幅ｗよりも小さく形成される。これにより、この突起１６とそれに隣接する別の突起１６との間の隙間ｍには、ワイヤ１４の厚さｔ方向において挿通可能なものとなるけれども、ワイヤ１４の幅ｗ方向においてはその挿通が不能なものとなる。これにより、ワイヤ１４を厚さｔ方向に湾曲させてリングコア１３に巻回することを防止することができる。このように、ワイヤ１４を幅ｗ方向に湾曲させて巻回すると、巻回されたワイヤ１４は幅ｗ側の面が隣接するワイヤ１４に対向することになり、その巻回数を増加させるとともに、より大きな電流を通電することにより、より大きな磁界を生じさせることが可能となる。そして、突起１６間の隙間ｍがワイヤの厚さｔの倍未満であれば、その隙間ｍに単一のワイヤ１４のみが通過可能になり、単一の隙間ｍに複数のワイヤ１４が通過することを防止することもできる。
【００２２】
このようなトロイダルコイル１０の製造にあっては、図６に示すように、従来と同様に、所定の巻芯を用いた巻線機でワイヤ１４を螺旋状に巻回して真直ぐなソレノイドコイル１５に予め形成しておき、そのソレノイドコイル１５の一端の略１ターン１５ａをリングコア１３に絡め、その後そのソレノイドコイル１５を実線矢印で示すように巻き方向に回転させながら巻き移することにより、本発明のトロイダルコイル１０を製造することが挙げられる。この場合、予め形成するソレノイドコイル１５の略１ターンを構成する単位周回ワイヤ１４ａ間のピッチＰを突起１６と突起１６の所定の間隔ｋに一致させておくことが好ましい。この単位周回ワイヤ１４ａ間のピッチＰと突起１６間の所定の間隔ｋを一致させれば、ソレノイドコイル１５を形成する螺旋状のワイヤ１４はリングコア１３の外周側にあってそのピッチＰを維持しようとすることから、ソレノイドコイル１５を巻き移す際に突起１６と突起１６の間の隙間ｍ（図２）にそのワイヤ１４が順次通過することになる。このようにソレノイドコイル１５を巻き移すだけで、その突起１６の間の隙間ｍにワイヤ１４が順次通過するので、その隙間ｍにワイヤ１４を通過させる作業を別に設けることを必要とせずに、その巻き移し作業が比較的容易になる。
【００２３】
一方、ソレノイドコイル１５をリングコア１３に巻き移すには、図６のＥ部に示すように、そのソレノイドコイル１５を一旦拡径させた状態でリングコア１３に巻き移すため、この拡径がワイヤ１４の弾性限度を超えるようになると、その拡径によりソレノイドコイル１５が変形してリングコア１３への巻き移しが困難になる。即ち、比較的大型のリングコア１３を用いる場合には、そこに巻き移す際の拡径によりソレノイドコイル１５に変形を生じさせるおそれがある。このため、変形を生じさせるほどソレノイドコイル１５を拡径させるおそれがある比較的大型のリングコア１３を用いる場合には、図７及び図８に示すように、真直ぐに繰出されるワイヤ１４を順次湾曲させて、その湾曲により周回するワイヤ１４をリングコア１３に巻回させるような製造装置２０を用いることが好ましい（特願２０１０−１９７２１４）。
【００２４】
図７及び図８に示すトロイダルコイルの製造装置２０は、ワイヤ１４を繰出すワイヤ送り装置２１を備える。このワイヤ送り装置２１は、図示しない供給源から延びるワイヤ１４が挿通された真直ぐなノズル２２と、そのノズル２２に隣接してワイヤ１４を挟持し回転することによりワイヤ１４を繰出すワイヤ送りローラ２３，２４を備える。ノズル２２は断面矩形の平角線からなるワイヤ１４が挿通可能な真直ぐな角筒状のものを示す。ワイヤ送りローラ２３，２４は、ノズル２２に挿通されたワイヤ１４をそのノズル２２の近傍において挟むものである。そして、送りローラ２３，２４を回転させることにより、その送りローラ２３，２４により挟まれたワイヤ１４をその長手方向に順次繰出すことができるよう構成される。
【００２５】
また、図７及び図８に示すトロイダルコイルの製造装置２０は、ワイヤ送り装置２１により繰出されたワイヤ１４に接触してそのワイヤ１４を湾曲させる湾曲部材２６を備える。この実施の形態では、この湾曲部材２６は、ノズル２２から繰出されるワイヤ１４の前方であってリングコア１３の近傍に設けられ、ワイヤ送り装置２１により繰出されてリングコア１３に達するワイヤ１４に接触するように構成される。この湾曲部材２６には、ノズル２２から繰出されたワイヤ１４に接触してそのワイヤ１４をリングコア１３の断面形状に沿うように湾曲させる湾曲面２６ａ（図７）が形成され、その湾曲面２６ａにより湾曲したワイヤ１４がリングコア１３に巻回されるように配置される。
【００２６】
このような装置２０を用いたトロイダルコイル１０の製造では、送りローラ２３，２４を回転させてそれらに挟まれたワイヤ１４を順次繰出す。これによりワイヤ１４は真直ぐに連続的に繰出され、繰出されたワイヤ１４は湾曲部材２６の湾曲面２６ａに接触してその湾曲面２６ａに沿って湾曲する。このように順次湾曲するワイヤ１４はそのリングコア１３に巻回される。ここで、リングコア１３の外周には突起１６が周方向に所定の間隔ｋを空けて連続的に複数形成されているので、湾曲部材２６により湾曲して最初の突起１６間の隙間ｍに通過したワイヤ１４を更に１回巻回された状態でその次の隙間ｍに通過させることにより、そのワイヤ１４を螺旋状にすることができる。このように湾曲部材２６により湾曲したワイヤ１４を螺旋状とすることにより、その螺旋状のワイヤ１４はリングコア１３の外周側にあってそのピッチＰが所定の間隔ｋと一致するものとなる。
【００２７】
ここで、図３に示すように、リングコア１３を形成する樹脂ケース１３ｂ，１３ｃが、収容するトロイダルコア１３ａの磁路を横断する断面形状における外形が円を描くようなものである場合には、そのワイヤ１４をその断面の円を描く外径に沿って螺旋状に巻回させることができる。そして、図８に示すように、突起１６間の隙間ｍに螺旋状に巻回するそのワイヤ１４を順次通過させると、図９に示すように、その螺旋状に巻回するワイヤ１４はリングコア１３に沿って周方向に順次巻回されることになる。このため、この製造装置２０では、ワイヤ１４の繰出しを継続するだけで、順次形成される螺旋状のワイヤ１４を突起１６と突起１６の間の隙間ｍ（図７）に順次通過させることが可能になる。そして、図１に示すようにリングコア１３の全周に所定の回数巻回された状態でワイヤ１４の繰出しは停止される。これにより、リングコア１３にその周方向にワイヤ１４が巻回された図１に示すトロイダルコイル１０を得る。
【００２８】
このようにして得られた本発明のトロイダルコイル１０では、リングコア１３の外周に形成された複数の突起１６間の隙間ｍに螺旋状に巻回するワイヤ１４を順次通過させるので、螺旋状を成すワイヤ１４における単位周回ワイヤ１４ａとそれに隣接する単位周回ワイヤ１４ａの間のリングコア１３の外周における間隔は突起１６とそれに隣接する突起１６の所定の間隔ｋに略等しくなり、リングコア１３の外周における単位周回ワイヤ１４ａの間の間隔を全てにおいて略均一にすることができる。よって、本発明のトロイダルコイル１０では、螺旋状に巻回されたワイヤ１４のそれぞれにおける単位周回ワイヤ１４ａは、リングコア１３の中心から等角度に設けられた放射状をなし、その外観上の見栄えを向上させるものとなる。
【００２９】
そして、本発明のトロイダルコイル１０では、単位周回ワイヤ１４ａの間の間隔はその突起１６の周方向の幅を超えるものとなるので、単位周回ワイヤ１４ａから放散される熱量が隣接する単位周回ワイヤ１４ａから放散される熱により妨げられるようなことはなく、突起を有せずに隣接する単位周回ワイヤが接近することのある従来のトロイダルコイルに比較して、そのワイヤ１４からの放熱特性を向上することができる。また、図１に示すように、リングコア１３の外周に形成される突起１６の個数が螺旋状に巻回されたワイヤ１４の巻回数に略一致するようなものであれば、全周に亘って単位周回ワイヤが均等な間隔で設けられるトロイダルコイル１０を得ることができる。
【００３０】
また、図７〜図９に示すように、繰出されたワイヤ１４をリングコア１３の断面外周に沿うように順次湾曲させ、それにより螺旋状に周回するワイヤ１４をリングコア１３に直接巻回するようにすれば、従来の方法におけるソレノイドコイル１５をリングコア１３に巻き移す際のソレノイドコイル１５の変形を考慮する必要がない。このため、従来の方法では、ソレノイドコイル１５に変形を生じさせるおそれがあるような比較的大型のリングコア１３を用いる場合であっても、螺旋状を成すワイヤ１４の内の単位周回ワイヤ１４ａとそれに隣接する単位周回ワイヤ１４ａの間の間隔が略均一なトロイダルコイル１０を比較的容易に得ることができる。
【００３１】
そして、図３に示すように、巻回されたワイヤ１４の内径ｄが、トロイダルコア１３ａの磁路を横断する樹脂ケース１３ｂ，１３ｃの断面の外径Ｄよりも大きく、かつその外径Ｄと突起１６の高さｈの和よりも小さく形成すれば、その巻回されたワイヤ１４が突起１６を超えてリングコア１３の周方向に移動するようなことはない。よって、このようなトロイダルコイル１０にあっては、巻回されたワイヤ１４における複数の単位周回ワイヤ１４ａは、リングコア１３の中心からその全周に渡って等角度において放射状をなす状態が維持され、ワイヤ１４が突起１６を超えることに起因する外観上の見栄えが後に悪化するような事態を回避することもできる。
【００３２】
なお、上述した実施の形態では、単一のリングコア１３の全周に亘って単一のワイヤ１４を螺旋状に巻回させた図１に示すトロイダルコイルを用いて説明したが、図１０に示すように、トロイダルコイル１０は、単一のリングコア１３に一対のワイヤ１４をリングコア１３の約半周毎に螺旋状に巻回させたものであっても良く、図１１に示すように、単一のリングコア１３に三つのワイヤ１４を周方向に並ぶように巻回したものであっても良い。このようなトロイダルコイル１０であっても、リングコア１３の外周に形成された複数の突起間１６の隙間ｍに螺旋状に巻回するワイヤ１４を順次通過させることにより、リングコア１３の外周における単位周回ワイヤ１４ａ間の間隔を突起１６と突起１６の所定の間隔ｋに略等しくして略均一にすることができる。
【００３３】
ここで、図１０及び図１１における符号１７は、ワイヤ１４間を仕切る仕切り部材１７を示し、この仕切り部材１７は樹脂ケース１３ｂ，１３ｃに一体的に形成されたものを示す。けれども、この仕切り部材１７は、樹脂ケース１３ｂ，１３ｃと別に形成されてワイヤ１４を巻回させる前に又は巻回させた後にその樹脂ケース１３ｂ，１３ｃに装着するようなものであっても良い。このように、この仕切り部材１７を樹脂ケース１３ｂ，１３ｃと別に形成すれば、この仕切り部材１７が装着されていないリングコア１３にワイヤ１４を巻回させることができ、その巻回作業を容易にすることが考えられる。
【００３４】
また、上述した実施の形態では、半球状を成す突起１６が樹脂ケース１３ｂ，１３ｃの外周に形成されたトロイダルコイル１０を説明したが、この突起１６の形状は半球状のものに限定されずに、それらの突起１６間の隙間ｍに螺旋状に巻回するワイヤ１４を順次通過可能である限り、図１２〜図１４に示すように、突起１６の形状は長方形又は正方形又は平行四辺形からなる面により囲まれた立体的なものであっても良い。図１２〜図１４には、半径方向から観察しうる面が平行四辺形から成る突起１６を示す。このような面により囲まれた立体的な突起１６であれば、螺旋状に巻回されるワイヤ１４をその面において案内することも考えられ、ワイヤ１４の巻回作業を更に容易にすることが考えられる。
【００３５】
また、上述した実施の形態では、突起１６が樹脂ケース１３ｂ，１３ｃに一体的に形成されたトロイダルコイル１０を説明したが、樹脂ケース１３ｂ，１３ｃと別に形成された突起１６を樹脂ケース１３ｂ，１３ｃに後に取付けるようなものであっても良い。例えば、半球状等の頭部を有する小ネジを樹脂ケース１３ｂ，１３ｃの外周にその周方向に所定の間隔を空けて連続的に複数設け、樹脂ケース１３ｂ，１３ｃの外表面から突出するそれら小ネジの頭部を突起１６とするようにしても良い。
【００３６】
また、上述した実施の形態では、トロイダルコア１３ａの厚さ方向の中央を通過する平面において分断可能に構成されたる樹脂ケース１３ｂ，１３ｃを用いて説明したが、この樹脂ケース１３ｂ，１３ｃはトロイダルコア１３ａを収容可能である限り、その分断箇所はトロイダルコア１３ａの厚さ方向の中央に限らず、トロイダルコア１３ａの厚さ方向の端部を通過する平面において分断されるようなものであっても良い。
【００３７】
更に、上述した実施の形態では、リングコア１３がトロイダルコア１３ａと樹脂ケース１３ｂ，１３ｃとを備える場合を説明したが、リングコア１３は樹脂ケース１３ｂ，１３ｃを備えるものに限定するものではない。図示しないが、例えば、リング状の焼結体からなるトロイダルコアを用いる場合であれば、そのトロイダルコアの外周に直接突起を形成し、その突起とともにトロイダルコアの全体を樹脂塗膜により被覆したようなリングコアであっても良い。
【符号の説明】
【００３８】
１０ トロイダルコイル
１３ リングコア
１３ａ トロイダルコア
１３ｂ，１３ｃ 樹脂ケース
１４ ワイヤ
１６ 突起
ｋ 突起の所定の間隔
ｍ 突起間の隙間
ｔ ワイヤの厚さ
ｗ ワイヤの幅
ｄ 巻回されたワイヤの内径
Ｄ 樹脂ケースの断面の外径
ｈ 突起の高さ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リングコアと、そのリングコアの周方向に螺旋状に巻回させたワイヤとを備えるトロイダルコイルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ノイズフィルター等に用いられるリング状のトロイダルコイルは、リングコアの内径と鎖交するシャトルリングにワイヤを一定量貯線し、巻終わり端をリングコアに固定して、シャトルリングをリングコアの周りを周回させながら巻線を施していた。しかし、この巻線方法では、ワイヤが細くて柔らかい場合はともかく、電流容量の大きい太く硬いワイヤは、巻線に大きなトルクが必要となるため、シャトルリングを小さい内径のリングコアの中央孔を通して周回させ、ワイヤをリングコアに巻き付けることが困難になり、電流容量の大きいトロイダルコイルの小型化には限界があった。
【０００３】
この点を解消するために、図１５に示すように、所定の巻芯を用いた巻線機でワイヤ４を螺旋状に巻回して真直ぐなソレノイドコイル２に予め形成しておき、そのソレノイドコイル２の一端の略１ターン２ａを、フェライト又は鉄芯等のリングコア３に絡め、実線矢印で示すように巻き方向に回転させながら巻き移してなるトロイダルコイルの製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この製造方法では、予め巻線機で巻線するため、比較的太いワイヤ４であっても容易にソレノイドコイル２を形成でき、その後にそのソレノイドコイル２をリングコア３に回転させながら巻き移してトロイダルコイル１を形成するので、内径の小さいリングコア３であっても、容易にトロイダルコイル１が製造できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１００６４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ソレノイドコイル２をリングコア３に巻き移すことにより得られた上記従来のトロイダルコイル１では、巻き移す前の真直ぐなソレノイドコイル２は、巻き移された後にリングコア３に沿って湾曲することになる。このため、そのソレノイドコイル２を形成する複数の単位周回ワイヤ４ａ間のピッチＰは、そのソレノイドコイル２が真直ぐの場合に一定であったとしても、巻き移されるとリングコア３の内周側においてそのピッチは縮まり、リングコア３の外周側にあってはそのピッチを維持しようとする傾向にある。よって、巻き移された後の複数の連続する単位周回ワイヤ４ａにおける周方向の位置関係は、内周側のピッチ又は外周側のピッチの何れに近づくかによって異なり、リングコア３に巻き移された後の単位周回ワイヤ４ａ間の間隔がばらつく不具合があった。
【０００６】
具体的に、ソレノイドコイル２をリングコア３に巻き移すことにより得られた上記従来のトロイダルコイル１では、図１６に示すように、リングコア３に巻き移されてそのリングコア３に巻回されたワイヤ４の中央部分の単位周回ワイヤ４ａ間の間隔が拡大する一方で両端部における単位周回ワイヤ４ａ間の間隔が狭まってしまったり、逆に、図１７に示すように、その中央部分の単位周回ワイヤ４ａ間の間隔が狭まる一方で両端部における単位周回ワイヤ４ａ間の間隔が拡大するような場合もあり、隣接する単位周回ワイヤ４ａ間の間隔がリングコア３の周方向において不均一になる不具合があった。このように、リングコア３の周方向における単位周回ワイヤ間の間隔が不均一になると、トロイダルコイル１の外観上の見栄えを悪化させるとともに、単位周回ワイヤ４ａ間の間隔が狭まる位置において、そのワイヤ４からの放熱が隣接するワイヤからの放熱により妨げられてその放熱特性が悪化する不具合があった。
【０００７】
本発明の目的は、螺旋状を成すワイヤが形成する単位周回ワイヤ間の間隔を均一にして、外観上の見栄えを向上させるとともに、そのワイヤからの放熱特性を向上し得るトロイダルコイルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のトロイダルコイルは、閉磁路を形成するリングコアと、周方向に沿ってリングコアに螺旋状に巻回されたワイヤとを備える。
【０００９】
その特徴ある点は、リングコアの外周に突起が周方向に所定の間隔を空けて連続的に複数形成され、突起間の隙間に螺旋状に巻回するワイヤを順次通過させたところにある。
【００１０】
この場合、リングコアの外周に形成される突起の個数を螺旋状に巻回されたワイヤの巻回数に一致させることが好ましい。また、ワイヤは幅が厚さよりも大きな断面において長方形を成し、突起間の隙間が厚さより大きく幅よりも小さいことが好ましい。
【００１１】
そして、リングコアが、円環状の閉磁路を形成するように巻回された磁性鋼帯又はリング状の焼結体からなるトロイダルコアと、トロイダルコアを収容する円環状の樹脂ケースとを備える場合、その樹脂ケースの外周に突起を形成することが好ましい。この樹脂ケースは、収容するトロイダルコアの磁路を横断する断面形状における外形が円を描くように形成されることが好ましく、巻回されたワイヤの内径は、トロイダルコアの磁路を横断する樹脂ケースの断面の外径よりも大きく、かつ外径と突起の高さの和よりも小さく形成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のトロイダルコイルでは、リングコアの外周に所定の間隔を空けて連続して形成された複数の突起間の隙間に螺旋状に巻回するワイヤを順次通過させるので、螺旋状を成すワイヤにより形成される単位周回ワイヤとそれに隣接する単位周回ワイヤとの間の間隔を、リングコアの外周において突起間における所定の間隔に一致させることができる。これにより螺旋状を成すワイヤにより連続的に形成される複数の単位周回ワイヤ間の間隔は略均一になり、そのワイヤを有するトロイダルコイルの外観上の見栄えを向上させることができる。
【００１３】
また、単位周回ワイヤの間の間隔はリングコアの外周においてその突起の周方向の幅を超えるものとなるので、単位周回ワイヤ間の間隔が著しく狭まるようなことは回避される。これにより、単位周回ワイヤから放散される熱量が隣接する単位周回ワイヤから放散される熱により妨げられるようなことはなく、突起を有せずに隣接する単位周回ワイヤが接近することのある従来のトロイダルコイルに比較して、そのワイヤからの放熱特性を向上することができる。
【００１４】
更に、リングコアの外周に形成される突起の個数が螺旋状に巻回されたワイヤの巻回数に略一致するようなものであれば、得られたトロイダルコイルにおける単位周回ワイヤは、その中心から等角度において放射状をなし、その外観上の見栄えを更に向上させるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明実施形態のトロイダルコイルを示す平面図である。
【図２】図１のトロイダルコイルを矢視Ｂ方向から観た拡大図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】そのトロイダルコイルに用いられるリングコアの平面図である。
【図５】そのリングコアの分解斜視図である。
【図６】そのリングコアにソレノイドコイルを巻き移してトロイダルコイルを得る状態を示す平面図である。
【図７】真直ぐに繰出されるワイヤを湾曲させてリングコアに巻回する状態を示す図８のＥ−Ｅ線断面図である。
【図８】真直ぐに繰出されるワイヤを湾曲させてリングコアに巻回する状態を示す平面図である。
【図９】その湾曲されたワイヤがリングコアの半分以上に巻回された状態を示す図８に対応する平面図である。
【図１０】単一のリングコアに一対のワイヤが対象位置に巻回されたトロイダルコイルの平面図である。
【図１１】単一のリングコアに３本のワイヤが周方向に並んで別々に巻回されたトロイダルコイルの平面図である。
【図１２】突起が面により囲まれた立体から成るトロイダルコイルを示す図１に対応する平面図である。
【図１３】そのトロイダルコイルを矢視Ｃ方向から観た拡大図である。
【図１４】図１２のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１５】従来のリングコアにソレノイドコイルを巻き移して従来のトロイダルコイルを得る状態を示す平面図である。
【図１６】中央部分の単位周回ワイヤ間の間隔が拡大する一方で両端部における単位周回ワイヤ間の間隔が狭まった従来のトロイダルコイルを示す平面図である。
【図１７】中央部分の単位周回ワイヤ間の間隔が狭まる一方で両端部における単位周回ワイヤ間の間隔が拡大した従来のトロイダルコイルを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１〜図３に本発明におけるトロイダルコイル１０を示す。このトロイダルコイル１０は、リングコア１３にワイヤ１４を螺旋状に巻回させたものである。図５に示すように、この実施の形態におけるリングコア１３は、巻回されたパーマロイやアモルファス等の磁性鋼帯やフェライトの焼結体等からなり円環状の閉磁路を形成するリング状のトロイダルコア１３ａと、そのトロイダルコア１３ａを収容するドーナツ状の樹脂ケース１３ｂ，１３ｃからなるものを示す。図５における樹脂ケース１３ｂ，１３ｃは、トロイダルコア１３ａの厚さ方向の中央を通過する平面において分断可能に構成されたものであり、そのそれぞれにトロイダルコア１３ａが落とし込まれる凹溝１３ｄが周方向に延びて形成される（片側のみ示す。）。また、樹脂ケース１３ｂ，１３ｃには互いを同軸に重合させるための嵌合リブ１３ｅ及びその嵌合リブ１３ｅが落とし込まれる嵌合凹部１３ｆ（図３）がその外周及び内周にそれぞれ周方向に延びて形成される。そして、図３に示すように、その樹脂ケース１３ｂ，１３ｃは、収容されたトロイダルコア１３ａの閉磁路を横断する断面形状において、その外形が円を描くように形成されたものが用いられる。
【００１８】
一方、そのリングコア１３に巻回されるワイヤ１４は、巻芯を用いることなく折曲げられるとその形状を維持できるようないわゆる太線が用いられる。この実施の形態では、表面に絶縁皮膜が形成され、幅ｗ（図３）が厚さｔ（図２）よりも大きく、断面において長方形を成すいわゆる平角線からなるワイヤ１４が用いられる。そして、図１にはそのワイヤ１４がリングコア１３の全周に亘って巻回されたトロイダルコイル１０を示す。このように、断面の幅ｗが厚さｔよりも大きな長方形を成すワイヤ１４を用いれば、トロイダルコイル１０におけるワイヤ１４の占積率を高めること、及びワイヤ１４からの放熱性を高めることが期待できる。けれども、このワイヤ１４は断面が矩形を成すいわゆる角線に限らず、トロイダルコイル１０等の仕様等に応じて、断面円形のいわゆる丸線を用いても良い。
【００１９】
本発明の特徴ある構成は、リングコア１３の外周に突起１６が周方向に所定の間隔ｋを空けて連続的に複数形成されたところにある。この実施の形態におけるリングコア１３はトロイダルコア１３ａを収容する樹脂ケース１３ｂ，１３ｃを備えるので、トロイダルコア１３ａを収容する円環状の樹脂ケース１３ｂ，１３ｃの外周に突起１６が形成される。図１〜図５には、半球状を成す突起１６が形成されたものを示し、樹脂ケース１３ｂ，１３ｃは、トロイダルコア１３ａの厚さ方向の中央を通過する平面において分断可能のものであるため、図３に示すように、樹脂ケース１３ｂ，１３ｃが互いに重合した状態でその突起１６が半球を成すように、樹脂ケース１３ｂ，１３ｃの双方にその突起１６が分割された分割突起片１６ａ，１６ｂが形成される。
【００２０】
また、本発明の特徴ある別の構成は、その突起１６間の隙間ｍ（図２）に螺旋状に巻回するワイヤ１４を順次通過させたところにある。この実施の形態では、図１に示すように、リングコア１３の外周に形成される突起１６の個数は、このリングコア１３に螺旋状に巻回されるワイヤ１４の巻回数と同じ数だけ形成される。そして、複数の突起１６はリングコア１３の全周に等間隔に均等に設けられる。即ち、リングコア１３の全周である３６０度を突起１６の数で除した値で示される角度を持って、リングコア１３の中心から放射状に複数の突起１６がその角度毎に形成される。そして、リングコア１３に巻回されるワイヤ１４を突起１６間の隙間ｍに順次通過させることにより、そのワイヤ１４はリングコア１３の全周に亘って巻回される。
【００２１】
図２に示すように、ワイヤ１４は、厚さｔ方向ではなく、幅ｗ（図３）方向に湾曲させ、その厚さｔ方向を突起１６間の隙間ｍに挿通させることによりリングコア１３に螺旋状に巻回される。この実施の形態におけるワイヤ１４は、幅ｗ（図３）が厚さｔよりも大きな断面において長方形を成すいわゆる平角線であり、そのワイヤ１４が通過する突起１６間の隙間ｍは、ワイヤ１４の厚さｔより大きくそのワイヤ１４の幅ｗよりも小さく形成される。これにより、この突起１６とそれに隣接する別の突起１６との間の隙間ｍには、ワイヤ１４の厚さｔ方向において挿通可能なものとなるけれども、ワイヤ１４の幅ｗ方向においてはその挿通が不能なものとなる。これにより、ワイヤ１４を厚さｔ方向に湾曲させてリングコア１３に巻回することを防止することができる。このように、ワイヤ１４を幅ｗ方向に湾曲させて巻回すると、巻回されたワイヤ１４は幅ｗ側の面が隣接するワイヤ１４に対向することになり、その巻回数を増加させるとともに、より大きな電流を通電することにより、より大きな磁界を生じさせることが可能となる。そして、突起１６間の隙間ｍがワイヤの厚さｔの倍未満であれば、その隙間ｍに単一のワイヤ１４のみが通過可能になり、単一の隙間ｍに複数のワイヤ１４が通過することを防止することもできる。
【００２２】
このようなトロイダルコイル１０の製造にあっては、図６に示すように、従来と同様に、所定の巻芯を用いた巻線機でワイヤ１４を螺旋状に巻回して真直ぐなソレノイドコイル１５に予め形成しておき、そのソレノイドコイル１５の一端の略１ターン１５ａをリングコア１３に絡め、その後そのソレノイドコイル１５を実線矢印で示すように巻き方向に回転させながら巻き移することにより、本発明のトロイダルコイル１０を製造することが挙げられる。この場合、予め形成するソレノイドコイル１５の略１ターンを構成する単位周回ワイヤ１４ａ間のピッチＰを突起１６と突起１６の所定の間隔ｋに一致させておくことが好ましい。この単位周回ワイヤ１４ａ間のピッチＰと突起１６間の所定の間隔ｋを一致させれば、ソレノイドコイル１５を形成する螺旋状のワイヤ１４はリングコア１３の外周側にあってそのピッチＰを維持しようとすることから、ソレノイドコイル１５を巻き移す際に突起１６と突起１６の間の隙間ｍ（図２）にそのワイヤ１４が順次通過することになる。このようにソレノイドコイル１５を巻き移すだけで、その突起１６の間の隙間ｍにワイヤ１４が順次通過するので、その隙間ｍにワイヤ１４を通過させる作業を別に設けることを必要とせずに、その巻き移し作業が比較的容易になる。
【００２３】
一方、ソレノイドコイル１５をリングコア１３に巻き移すには、図６のＥ部に示すように、そのソレノイドコイル１５を一旦拡径させた状態でリングコア１３に巻き移すため、この拡径がワイヤ１４の弾性限度を超えるようになると、その拡径によりソレノイドコイル１５が変形してリングコア１３への巻き移しが困難になる。即ち、比較的大型のリングコア１３を用いる場合には、そこに巻き移す際の拡径によりソレノイドコイル１５に変形を生じさせるおそれがある。このため、変形を生じさせるほどソレノイドコイル１５を拡径させるおそれがある比較的大型のリングコア１３を用いる場合には、図７及び図８に示すように、真直ぐに繰出されるワイヤ１４を順次湾曲させて、その湾曲により周回するワイヤ１４をリングコア１３に巻回させるような製造装置２０を用いることが好ましい（特願２０１０−１９７２１４）。
【００２４】
図７及び図８に示すトロイダルコイルの製造装置２０は、ワイヤ１４を繰出すワイヤ送り装置２１を備える。このワイヤ送り装置２１は、図示しない供給源から延びるワイヤ１４が挿通された真直ぐなノズル２２と、そのノズル２２に隣接してワイヤ１４を挟持し回転することによりワイヤ１４を繰出すワイヤ送りローラ２３，２４を備える。ノズル２２は断面矩形の平角線からなるワイヤ１４が挿通可能な真直ぐな角筒状のものを示す。ワイヤ送りローラ２３，２４は、ノズル２２に挿通されたワイヤ１４をそのノズル２２の近傍において挟むものである。そして、送りローラ２３，２４を回転させることにより、その送りローラ２３，２４により挟まれたワイヤ１４をその長手方向に順次繰出すことができるよう構成される。
【００２５】
また、図７及び図８に示すトロイダルコイルの製造装置２０は、ワイヤ送り装置２１により繰出されたワイヤ１４に接触してそのワイヤ１４を湾曲させる湾曲部材２６を備える。この実施の形態では、この湾曲部材２６は、ノズル２２から繰出されるワイヤ１４の前方であってリングコア１３の近傍に設けられ、ワイヤ送り装置２１により繰出されてリングコア１３に達するワイヤ１４に接触するように構成される。この湾曲部材２６には、ノズル２２から繰出されたワイヤ１４に接触してそのワイヤ１４をリングコア１３の断面形状に沿うように湾曲させる湾曲面２６ａ（図７）が形成され、その湾曲面２６ａにより湾曲したワイヤ１４がリングコア１３に巻回されるように配置される。
【００２６】
このような装置２０を用いたトロイダルコイル１０の製造では、送りローラ２３，２４を回転させてそれらに挟まれたワイヤ１４を順次繰出す。これによりワイヤ１４は真直ぐに連続的に繰出され、繰出されたワイヤ１４は湾曲部材２６の湾曲面２６ａに接触してその湾曲面２６ａに沿って湾曲する。このように順次湾曲するワイヤ１４はそのリングコア１３に巻回される。ここで、リングコア１３の外周には突起１６が周方向に所定の間隔ｋを空けて連続的に複数形成されているので、湾曲部材２６により湾曲して最初の突起１６間の隙間ｍに通過したワイヤ１４を更に１回巻回された状態でその次の隙間ｍに通過させることにより、そのワイヤ１４を螺旋状にすることができる。このように湾曲部材２６により湾曲したワイヤ１４を螺旋状とすることにより、その螺旋状のワイヤ１４はリングコア１３の外周側にあってそのピッチＰが所定の間隔ｋと一致するものとなる。
【００２７】
ここで、図３に示すように、リングコア１３を形成する樹脂ケース１３ｂ，１３ｃが、収容するトロイダルコア１３ａの磁路を横断する断面形状における外形が円を描くようなものである場合には、そのワイヤ１４をその断面の円を描く外径に沿って螺旋状に巻回させることができる。そして、図８に示すように、突起１６間の隙間ｍに螺旋状に巻回するそのワイヤ１４を順次通過させると、図９に示すように、その螺旋状に巻回するワイヤ１４はリングコア１３に沿って周方向に順次巻回されることになる。このため、この製造装置２０では、ワイヤ１４の繰出しを継続するだけで、順次形成される螺旋状のワイヤ１４を突起１６と突起１６の間の隙間ｍ（図７）に順次通過させることが可能になる。そして、図１に示すようにリングコア１３の全周に所定の回数巻回された状態でワイヤ１４の繰出しは停止される。これにより、リングコア１３にその周方向にワイヤ１４が巻回された図１に示すトロイダルコイル１０を得る。
【００２８】
このようにして得られた本発明のトロイダルコイル１０では、リングコア１３の外周に形成された複数の突起１６間の隙間ｍに螺旋状に巻回するワイヤ１４を順次通過させるので、螺旋状を成すワイヤ１４における単位周回ワイヤ１４ａとそれに隣接する単位周回ワイヤ１４ａの間のリングコア１３の外周における間隔は突起１６とそれに隣接する突起１６の所定の間隔ｋに略等しくなり、リングコア１３の外周における単位周回ワイヤ１４ａの間の間隔を全てにおいて略均一にすることができる。よって、本発明のトロイダルコイル１０では、螺旋状に巻回されたワイヤ１４のそれぞれにおける単位周回ワイヤ１４ａは、リングコア１３の中心から等角度に設けられた放射状をなし、その外観上の見栄えを向上させるものとなる。
【００２９】
そして、本発明のトロイダルコイル１０では、単位周回ワイヤ１４ａの間の間隔はその突起１６の周方向の幅を超えるものとなるので、単位周回ワイヤ１４ａから放散される熱量が隣接する単位周回ワイヤ１４ａから放散される熱により妨げられるようなことはなく、突起を有せずに隣接する単位周回ワイヤが接近することのある従来のトロイダルコイルに比較して、そのワイヤ１４からの放熱特性を向上することができる。また、図１に示すように、リングコア１３の外周に形成される突起１６の個数が螺旋状に巻回されたワイヤ１４の巻回数に略一致するようなものであれば、全周に亘って単位周回ワイヤが均等な間隔で設けられるトロイダルコイル１０を得ることができる。
【００３０】
また、図７〜図９に示すように、繰出されたワイヤ１４をリングコア１３の断面外周に沿うように順次湾曲させ、それにより螺旋状に周回するワイヤ１４をリングコア１３に直接巻回するようにすれば、従来の方法におけるソレノイドコイル１５をリングコア１３に巻き移す際のソレノイドコイル１５の変形を考慮する必要がない。このため、従来の方法では、ソレノイドコイル１５に変形を生じさせるおそれがあるような比較的大型のリングコア１３を用いる場合であっても、螺旋状を成すワイヤ１４の内の単位周回ワイヤ１４ａとそれに隣接する単位周回ワイヤ１４ａの間の間隔が略均一なトロイダルコイル１０を比較的容易に得ることができる。
【００３１】
そして、図３に示すように、巻回されたワイヤ１４の内径ｄが、トロイダルコア１３ａの磁路を横断する樹脂ケース１３ｂ，１３ｃの断面の外径Ｄよりも大きく、かつその外径Ｄと突起１６の高さｈの和よりも小さく形成すれば、その巻回されたワイヤ１４が突起１６を超えてリングコア１３の周方向に移動するようなことはない。よって、このようなトロイダルコイル１０にあっては、巻回されたワイヤ１４における複数の単位周回ワイヤ１４ａは、リングコア１３の中心からその全周に渡って等角度において放射状をなす状態が維持され、ワイヤ１４が突起１６を超えることに起因する外観上の見栄えが後に悪化するような事態を回避することもできる。
【００３２】
なお、上述した実施の形態では、単一のリングコア１３の全周に亘って単一のワイヤ１４を螺旋状に巻回させた図１に示すトロイダルコイルを用いて説明したが、図１０に示すように、トロイダルコイル１０は、単一のリングコア１３に一対のワイヤ１４をリングコア１３の約半周毎に螺旋状に巻回させたものであっても良く、図１１に示すように、単一のリングコア１３に三つのワイヤ１４を周方向に並ぶように巻回したものであっても良い。このようなトロイダルコイル１０であっても、リングコア１３の外周に形成された複数の突起間１６の隙間ｍに螺旋状に巻回するワイヤ１４を順次通過させることにより、リングコア１３の外周における単位周回ワイヤ１４ａ間の間隔を突起１６と突起１６の所定の間隔ｋに略等しくして略均一にすることができる。
【００３３】
ここで、図１０及び図１１における符号１７は、ワイヤ１４間を仕切る仕切り部材１７を示し、この仕切り部材１７は樹脂ケース１３ｂ，１３ｃに一体的に形成されたものを示す。けれども、この仕切り部材１７は、樹脂ケース１３ｂ，１３ｃと別に形成されてワイヤ１４を巻回させる前に又は巻回させた後にその樹脂ケース１３ｂ，１３ｃに装着するようなものであっても良い。このように、この仕切り部材１７を樹脂ケース１３ｂ，１３ｃと別に形成すれば、この仕切り部材１７が装着されていないリングコア１３にワイヤ１４を巻回させることができ、その巻回作業を容易にすることが考えられる。
【００３４】
また、上述した実施の形態では、半球状を成す突起１６が樹脂ケース１３ｂ，１３ｃの外周に形成されたトロイダルコイル１０を説明したが、この突起１６の形状は半球状のものに限定されずに、それらの突起１６間の隙間ｍに螺旋状に巻回するワイヤ１４を順次通過可能である限り、図１２〜図１４に示すように、突起１６の形状は長方形又は正方形又は平行四辺形からなる面により囲まれた立体的なものであっても良い。図１２〜図１４には、半径方向から観察しうる面が平行四辺形から成る突起１６を示す。このような面により囲まれた立体的な突起１６であれば、螺旋状に巻回されるワイヤ１４をその面において案内することも考えられ、ワイヤ１４の巻回作業を更に容易にすることが考えられる。
【００３５】
また、上述した実施の形態では、突起１６が樹脂ケース１３ｂ，１３ｃに一体的に形成されたトロイダルコイル１０を説明したが、樹脂ケース１３ｂ，１３ｃと別に形成された突起１６を樹脂ケース１３ｂ，１３ｃに後に取付けるようなものであっても良い。例えば、半球状等の頭部を有する小ネジを樹脂ケース１３ｂ，１３ｃの外周にその周方向に所定の間隔を空けて連続的に複数設け、樹脂ケース１３ｂ，１３ｃの外表面から突出するそれら小ネジの頭部を突起１６とするようにしても良い。
【００３６】
また、上述した実施の形態では、トロイダルコア１３ａの厚さ方向の中央を通過する平面において分断可能に構成されたる樹脂ケース１３ｂ，１３ｃを用いて説明したが、この樹脂ケース１３ｂ，１３ｃはトロイダルコア１３ａを収容可能である限り、その分断箇所はトロイダルコア１３ａの厚さ方向の中央に限らず、トロイダルコア１３ａの厚さ方向の端部を通過する平面において分断されるようなものであっても良い。
【００３７】
更に、上述した実施の形態では、リングコア１３がトロイダルコア１３ａと樹脂ケース１３ｂ，１３ｃとを備える場合を説明したが、リングコア１３は樹脂ケース１３ｂ，１３ｃを備えるものに限定するものではない。図示しないが、例えば、リング状の焼結体からなるトロイダルコアを用いる場合であれば、そのトロイダルコアの外周に直接突起を形成し、その突起とともにトロイダルコアの全体を樹脂塗膜により被覆したようなリングコアであっても良い。
【符号の説明】
【００３８】
１０ トロイダルコイル
１３ リングコア
１３ａ トロイダルコア
１３ｂ，１３ｃ 樹脂ケース
１４ ワイヤ
１６ 突起
ｋ 突起の所定の間隔
ｍ 突起間の隙間
ｔ ワイヤの厚さ
ｗ ワイヤの幅
ｄ 巻回されたワイヤの内径
Ｄ 樹脂ケースの断面の外径
ｈ 突起の高さ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉磁路を形成するリングコア(13)と、周方向に沿って前記リングコア(13)に螺旋状に巻回されたワイヤ(14)とを備えたトロイダルコイルにおいて、
前記リングコア(13)の外周に突起(16)が周方向に所定の間隔(k)を空けて連続的に複数形成され、
前記突起(16)間の隙間(m)に螺旋状に巻回する前記ワイヤ(14)を順次通過させた
ことを特徴とするトロイダルコイル。
【請求項２】
リングコア(13)の外周に形成される突起(16)の個数を螺旋状に巻回されたワイヤ(14)の巻回数に一致させた請求項１記載のトロイダルコイル。
【請求項３】
ワイヤ(14)は幅(w)が厚さ(t)よりも大きな断面において長方形を成し、突起(16)間の隙間(m)が前記厚さ(t)より大きく前記幅(w)よりも小さい請求項１又は２記載のトロイダルコイル。
【請求項４】
リングコア(13)が、円環状の閉磁路を形成するように巻回された磁性鋼帯又はリング状の焼結体からなるトロイダルコア(13a)と、前記トロイダルコア(13a)を収容する円環状の樹脂ケース(13b,13c)とを備え、前記樹脂ケース(13b,13c)の外周に突起(16)が形成された請求項１ないし３いずれか１項に記載のトロイダルコイル。
【請求項５】
樹脂ケース(13b,13c)は、収容するトロイダルコア(13a)の磁路を横断する断面形状における外形が円を描くように形成された請求項４記載のトロイダルコイル。
【請求項６】
巻回されたワイヤ(14)の内径(d)が、トロイダルコア(13a)の磁路を横断する樹脂ケース(13b,13c)の断面の外径(D)よりも大きく、かつ前記外径(D)と突起(16)の高さ(h)の和よりも小さく形成された請求項５記載のトロイダルコイル。
【請求項１】
閉磁路を形成するリングコア(13)と、周方向に沿って前記リングコア(13)に螺旋状に巻回されたワイヤ(14)とを備えたトロイダルコイルにおいて、
前記リングコア(13)の外周に突起(16)が周方向に所定の間隔(k)を空けて連続的に複数形成され、
前記突起(16)間の隙間(m)に螺旋状に巻回する前記ワイヤ(14)を順次通過させた
ことを特徴とするトロイダルコイル。
【請求項２】
リングコア(13)の外周に形成される突起(16)の個数を螺旋状に巻回されたワイヤ(14)の巻回数に一致させた請求項１記載のトロイダルコイル。
【請求項３】
ワイヤ(14)は幅(w)が厚さ(t)よりも大きな断面において長方形を成し、突起(16)間の隙間(m)が前記厚さ(t)より大きく前記幅(w)よりも小さい請求項１又は２記載のトロイダルコイル。
【請求項４】
リングコア(13)が、円環状の閉磁路を形成するように巻回された磁性鋼帯又はリング状の焼結体からなるトロイダルコア(13a)と、前記トロイダルコア(13a)を収容する円環状の樹脂ケース(13b,13c)とを備え、前記樹脂ケース(13b,13c)の外周に突起(16)が形成された請求項１ないし３いずれか１項に記載のトロイダルコイル。
【請求項５】
樹脂ケース(13b,13c)は、収容するトロイダルコア(13a)の磁路を横断する断面形状における外形が円を描くように形成された請求項４記載のトロイダルコイル。
【請求項６】
巻回されたワイヤ(14)の内径(d)が、トロイダルコア(13a)の磁路を横断する樹脂ケース(13b,13c)の断面の外径(D)よりも大きく、かつ前記外径(D)と突起(16)の高さ(h)の和よりも小さく形成された請求項５記載のトロイダルコイル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
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【図９】
【図１０】
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【図１２】
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【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−１２４３９６（Ｐ２０１２−１２４３９６Ａ）
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７５２９５（Ｐ２０１０−２７５２９５）
【出願日】平成２２年１２月１０日（２０１０．１２．１０）
【出願人】（０００２２７５３７）日特エンジニアリング株式会社 (106)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１０日（２０１０．１２．１０）
【出願人】（０００２２７５３７）日特エンジニアリング株式会社 (106)
【Ｆターム（参考）】
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