編組線トロイダルコイルおよびその製造方法

【課題】高周波での銅損の増加を抑制する。
【解決手段】環状コア（２）と、素線表面を絶縁被覆した編組線を環状コア（２）にトロイダル巻きしたトロイダル巻線（１）とを具備する。トロイダル巻線（１）の少なくとも内周側では編組線を扁平形状にしエッジワイズ巻きとなるようにする。トロイダル巻線（１）の隣接する巻線同士を少なくとも内周側では接着または融着させる。
【効果】高周波での表皮効果と線間近接効果を低減でき、高周波銅損の増加を抑制することが出来る。ボビンを必要とせず、巻線数を増やすことができ、コストを低減することが出来る。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、編組線トロイダルコイルおよびその製造方法に関し、さらに詳しくは、高周波での銅損の増加を抑制することが出来ると共にボビンを必要としない編組線トロイダルコイルおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、平角線をエッジワイズ巻き且つトロイダル巻きした平角線トロイダルコイルが知られている（例えば、特許文献１，２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１６４２３３号公報
【特許文献２】特開２００１−１９６２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の平角線トロイダルコイルでは、回路動作が高周波化すると、表皮効果と線間近接効果のため、高周波銅損の増加が無視できなくなる問題点があった。また、リブを有するボビンに平角線を巻回する場合に、平角線のエッジワイズ巻きに必要な大きな電線曲げ加工力に耐えうるリブとするために、リブ厚さを薄くできなかったり高価な樹脂が必要となり、巻線数を増やせなかったりコストアップを招いたりする問題点があった。
そこで、本発明の目的は、高周波銅損の増加を抑制することが出来ると共にボビンを必要としない編組線トロイダルコイルおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の観点では、本発明は、環状コア（２，３）と、素線表面を絶縁被覆した編組線を前記環状コア（２，３）にトロイダル巻きしたトロイダル巻線（１）とを具備し、前記トロイダル巻線（１）の少なくとも内周側では前記編組線を扁平形状にしエッジワイズ巻きとなるようにすると共に隣接する巻線同士を少なくとも内周側では接着または融着させたことを特徴とする編組線トロイダルコイル（１００，２００）を提供する。
上記第１の観点による編組線トロイダルコイルでは、素線表面を絶縁被覆した編組線を用いるため、高周波での表皮効果と線間近接効果を低減でき、高周波銅損の増加を抑制することが出来る。また、トロイダル巻線（１）の少なくとも内周側では編組線を扁平形状にしエッジワイズ巻きとするため、巻線数を増やすことが出来る。さらに、隣接する巻線同士を少なくとも内周側では接着または融着させるため、形状を保持でき、ボビンを必要としない。
【０００６】
第２の観点では、本発明は、前記第１の観点による編組線トロイダルコイル（１００，２００）であって、前記トロイダル巻線（１）を前記環状コア（２，３）の少なくとも一部に接着または融着させたことを特徴とする編組線トロイダルコイル（１００，２００）を提供する。
上記第２の観点による編組線トロイダルコイルでは、トロイダル巻線（１）を環状コア（２，３）の少なくとも一部に接着または融着させたため、ボビンを用いなくても、より強固に形状を保持できる。
【０００７】
第３の観点では、本発明は、素線表面を絶縁被覆した編組線をエッジワイズ巻きしてエッジワイズ巻きソレノイド巻線（１１）とし、複数個が組み合わさって環状コア（２）となる各部分コア（２ａ，２ｂ）に前記エッジワイズ巻きソレノイド巻線（１１）を嵌めた後、各部分コア（２ａ，２ｂ）を組み合わせて環状コア（２）とし、前記第１または前記第２の観点による編組線トロイダルコイル（１００）を得ることを特徴とする編組線トロイダルコイルの製造方法を提供する。
上記第３の観点による編組線トロイダルコイルの製造方法では、エッジワイズ巻きソレノイド巻線（１１）を複数の部分コア（２ａ，２ｂ）に嵌めてから、複数の部分コア（２ａ，２ｂ）を組み合わせて環状コア（２）とするため、環状コアに編組線をトロイダル状に巻回するよりも製造が容易になる。
【０００８】
第４の観点では、本発明は、素線表面を絶縁被覆した編組線をエッジワイズ巻きしてエッジワイズ巻きソレノイド巻線（１１）とし、一部に空隙（３ｇ）を有する環状コア（３）の前記空隙（３ｇ）から前記エッジワイズ巻きソレノイド巻線（１１）を嵌めて、前記第１または第２の観点による編組線トロイダルコイル（２００）を得ることを特徴とする編組線トロイダルコイルの製造方法を提供する。
上記第４の観点による編組線トロイダルコイルの製造方法では、エッジワイズ巻きソレノイド巻線（１１）を環状コア（３）の空隙（３ｇ）から嵌めるため、環状コアに編組線をトロイダル状に巻回するよりも製造が容易になる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の編組線トロイダルコイルによれば、高周波銅損の増加を抑制することが出来る。また、ボビンを必要としなくなる。
本発明の編組線トロイダルコイルの製造方法によれば、環状コアに編組線をトロイダル状に巻回するよりも製造が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１に係る編組線トロイダルコイルを示す正面図である。
【図２】実施例１に係る環状コアを示す正面図である。
【図３】エッジワイズ巻きソレノイド巻線を示す正面図である。
【図４】実施例１に係る製造過程を示す上面図である。
【図５】実施例１に係るトロイダル巻線と環状コアの接着を示す端面図である。
【図６】実施例２に係る編組線トロイダルコイルを示す正面図である。
【図７】実施例２に係る環状コアを示す正面図である。
【図８】実施例２に係る製造過程を示す上面図である。
【図９】実施例２に係るトロイダル巻線と環状コアの接着を示す端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００１２】
−実施例１−
図１は、実施例１に係る編組線トロイダルコイル１００を示す正面図である。
この編組線トロイダルコイル１００は、環状コア２と、素線表面を絶縁被覆した編組線を環状コア２にトロイダル巻きしたトロイダル巻線１とを具備してなる。
【００１３】
トロイダル巻線１は、編組線を扁平形状にし、エッジワイズ巻きしたものである。
トロイダル巻線１の隣接する巻線同士は、内周側では接着材により接着されるか又は自己融着層により融着させられている。
【００１４】
図２は、環状コア２を示す正面図である。
環状コア２は、部分コア２ａ，２ｂが組み合わさってなる。
【００１５】
図３は、エッジワイズ巻きソレノイド巻線１１を示す正面図である。
エッジワイズ巻きソレノイド巻線１１は、素線表面を絶縁被覆した編組線を扁平に圧縮し、エッジワイズ巻き且つソレノイド巻きしたものである。
【００１６】
図４に示すように、部分コア２ａ，２ｂの角度をずらせて隙間を作り、その隙間からエッジワイズ巻きソレノイド巻線１１を嵌めた後、部分コア２ａ，２ｂの角度を合わせて環状コア２を形成すれば、図１に示す編組線トロイダルコイル１００が得られる。
【００１７】
トロイダル巻線１は弾性力により広がろうとするから、トロイダル巻線１の少なくとも内周側の一部が環状コア２の一部に当接してコイル形状が安定する。
トロイダル巻線１の内周側の一部が環状コア２の一部に当接した状態でトロイダル巻線１の隣接する巻線同士が当接するようにトロイダル巻線１および環状コア２の寸法を設計するのが好ましい。それにより、トロイダル巻線１を環状コア２の一部に接着材により接着するか又は自己融着層により融着させ且つトロイダル巻線１の隣接する巻線同士を内周側で接着材により接着するか又は自己融着層により融着することが出来る。また、全体を接着材溶液にディップして接着材を含浸させてもよい。
【００１８】
図５は、トロイダル巻線１が環状コア２に４カ所で当接するようにトロイダル巻線１および環状コア２の寸法を設計した例である。この例では、トロイダル巻線１が環状コア２に当接する４カ所で、トロイダル巻線１と環状コア２とを接着または融着させることが出来る。
【００１９】
実施例１に係る編組線トロイダルコイル１００によれば次の効果が得られる。
（１）素線表面を絶縁被覆した編組線を用いるため、高周波での表皮効果と線間近接効果を低減でき、高周波銅損の増加を抑制することが出来る。
（２）トロイダル巻線１の少なくとも内周側では編組線を扁平形状にしエッジワイズ巻きとするため、巻線数を増やすことが出来る。また、ボビンを用いない点でも、巻線数を増やすことが出来る。
（３）隣接する巻線同士を少なくとも内周側では接着または融着させると共にトロイダル巻線１を環状コア２の少なくとも一部に接着または融着させるため、ボビンを用いなくても強固に形状を保持でき、ボビンを必要としない。
（４）エッジワイズ巻きソレノイド巻線１１を複数の部分コア２ａ，２ｂに嵌めてから、複数の部分コア２ａ，２ｂを組み合わせて環状コア２とするため、環状コアに編組線をトロイダル状に巻回するよりも製造が容易になる。
（５）平角線に比べると、編組線は柔軟であり、巻回しやすく、製造が容易になる。
【００２０】
−実施例２−
図６は、実施例２に係る編組線トロイダルコイル２００を示す正面図である。
この編組線トロイダルコイル２００は、環状コア３と、素線表面を絶縁被覆した編組線を環状コア３にトロイダル巻きしたトロイダル巻線１とを具備してなる。
【００２１】
トロイダル巻線１は、編組線を扁平形状にし、エッジワイズ巻きしたものである。
トロイダル巻線１の隣接する巻線同士は、内周側では接着材により接着されるか又は自己融着層により融着させられている。
【００２２】
図７は、環状コア３を示す正面図である。
環状コア３は、空隙３ｇを有している。
【００２３】
図８に示すように、エッジワイズ巻きソレノイド巻線１１の巻線をずらせながら空隙３ｇから環状コア２に嵌めれば、図６に示す編組線トロイダルコイル２００が得られる。
【００２４】
トロイダル巻線１は弾性力により広がろうとするから、トロイダル巻線１の少なくとも内周側の一部が環状コア３の一部に当接してコイル形状が安定する。
トロイダル巻線１の内周側の一部が環状コア３の一部に当接した状態でトロイダル巻線１の隣接する巻線同士が当接するようにトロイダル巻線１および環状コア３の寸法を設計するのが好ましい。それにより、トロイダル巻線１を環状コア３の一部に接着材により接着するか又は自己融着層により融着させ且つトロイダル巻線１の隣接する巻線同士を内周側で接着材により接着するか又は自己融着層により融着することが出来る。また、全体を接着材溶液にディップして接着材を含浸させてもよい。
【００２５】
図９は、トロイダル巻線１が環状コア３に４カ所で当接するようにトロイダル巻線１および環状コア３の寸法を設計した例である。この例では、トロイダル巻線１が環状コア３に当接する４カ所で、トロイダル巻線１と環状コア３とを接着または融着させることが出来る。
【００２６】
実施例２に係る編組線トロイダルコイル２００によれば次の効果が得られる。
（１）素線表面を絶縁被覆した編組線を用いるため、高周波での表皮効果と線間近接効果を低減でき、高周波銅損の増加を抑制することが出来る。
（２）トロイダル巻線１の少なくとも内周側では編組線を扁平形状にしエッジワイズ巻きとするため、巻線数を増やすことが出来る。また、ボビンを用いない点でも、巻線数を増やすことが出来る。
（３）隣接する巻線同士を少なくとも内周側では接着または融着させると共にトロイダル巻線１を環状コア３の少なくとも一部に接着または融着させるため、ボビンを用いなくても強固に形状を保持でき、ボビンを必要としない。
（４）エッジワイズ巻きソレノイド巻線１１を空隙３ｇから環状コア２に嵌めるため、環状コアに編組線をトロイダル状に巻回するよりも製造が容易になる。
（５）平角線に比べると、編組線は柔軟であり、巻回しやすく、製造が容易になる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の編組線トロイダルコイルは、電力伝送電気回路や電源回路における有磁芯のトロイダルコイルとして利用できる。
【符号の説明】
【００２８】
１トロイダル巻線
２環状コア
２ａ，２ｂ部分コア
３環状コア
３ｇ空隙
１１エッジワイズ巻きソレノイド巻線
１００，２００編組線トロイダルコイル

【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状コア（２，３）と、素線表面を絶縁被覆した編組線を前記環状コア（２，３）にトロイダル巻きしたトロイダル巻線（１）とを具備し、前記トロイダル巻線（１）の少なくとも内周側では前記編組線を扁平形状にしエッジワイズ巻きとなるようにすると共に隣接する巻線同士を少なくとも内周側では接着または融着させたことを特徴とする編組線トロイダルコイル（１００，２００）。
【請求項２】
請求項１に記載の編組線トロイダルコイル（１００，２００）であって、前記トロイダル巻線（１）を前記環状コア（２，３）の少なくとも一部に接着または融着させたことを特徴とする編組線トロイダルコイル（１００，２００）。
【請求項３】
素線表面を絶縁被覆した編組線をエッジワイズ巻きしてエッジワイズ巻きソレノイド巻線（１１）とし、複数個が組み合わさって環状コア（２）となる各部分コア（２ａ）に前記エッジワイズ巻きソレノイド巻線（１１）を嵌めた後、各部分コア（２ａ）を組み合わせて環状コア（２）とし、請求項１または請求項２に記載の編組線トロイダルコイル（１００）を得ることを特徴とする編組線トロイダルコイルの製造方法。
【請求項４】
素線表面を絶縁被覆した編組線をエッジワイズ巻きしてエッジワイズ巻きソレノイド巻線（１１）とし、一部に空隙（３ｇ）を有する環状コア（３）の前記空隙（３ｇ）から前記エッジワイズ巻きソレノイド巻線（１１）を嵌めて、請求項１または請求項２に記載の編組線トロイダルコイル（２００）を得ることを特徴とする編組線トロイダルコイルの製造方法。

【図１】