CN109075640A - 无芯线圈及该无芯线圈的制造方法 - Google Patents

无芯线圈及该无芯线圈的制造方法 Download PDF

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Abstract

对于本发明的无芯线圈而言，多个A匝线圈是将分别具有中心开口的第一线圈层、与该第一线圈层同一形状且同一宽度的第二线圈层彼此层积而成的线圈，多个A匝线圈的连接方向的各外周部分分别相对于中心开口的Z轴(在此，Z轴是指，相对于通过A匝线圈的两连接端部的中心且第一线圈层与第二线圈层的层积边界面的X轴，通过A匝线圈的两非连接端部的中心且以与X轴垂直的方式通过层积边界面的轴)的中心轴线，具有点对称的连接用阶梯部，多个A匝线圈以在连接用阶梯部彼此重叠的方式且在彼此连接的状态下连成环状，本发明的课题在于，提高多个A匝线圈的结合力。

Description

无芯线圈及该无芯线圈的制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于小型电动马达或发电机的无芯线圈。
背景技术
在专利文献1的图7中记载了“环状且具有弯曲面的A匝线圈”的一例，记载了该A匝线圈由导线、覆盖该导线的周围的绝缘覆膜、进一步覆盖该绝缘覆膜的周围的热粘接覆膜构成。
在专利文献2的图4及图5中记载了“环状的A匝线圈”，例如参照图5的剖视图，该环状的A匝线圈是位于上方的第一线圈层和与该第一线圈层同一形状且同一宽度的第二线圈层彼此层积而成的线圈，“为了实现提高耐电压”，可以看成上下的两个线圈层在左右方向上彼此错位。但是，没有记载单体的环状的A匝线圈连成环状，也没有任何启示。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-27345号公报
专利文献2：专利第5393097号公报
发明内容
发明所解决的课题
本申请发明的主要目的在于，提高多个A匝线圈的结合力。特别是，在使具有一对突出端部并且由大致同一形状及大致同一宽度的双层薄型线圈构成的A匝线圈彼此相互粘接时，能够充分产生由按压和加热产生的自粘性。本申请发明的第二目的在于，即使将双层的薄型线圈局部地连接成环状，连接部分也不容易分开，而且整体强度性优异。本申请发明的第三目的在于，形态保持性优异。本申请发明的第四目的在于，线圈的突出端部相对于印刷基板的焊接很容易。
用于解决课题的方法
本发明的无芯线圈的特征在于，多个A匝线圈是将分别具有中心开口的第一线圈层、与该第一线圈层同一形状且同一宽度的第二线圈层彼此层积而成的线圈，所述多个A匝线圈的连接方向的各外周部分分别相对于所述中心开口的Z轴(在此，Z轴是指，相对于通过A匝线圈的两连接端部的中心且第一线圈层与第二线圈层的层积边界面的X轴，通过A匝线圈的两非连接端部的中心且以与X轴垂直的方式通过层积边界面的轴)的中心轴线，具有点对称的连接用阶梯部，所述多个A匝线圈以在所述连接用阶梯部彼此重叠的方式且在彼此连接的状态下连成环状。应予说明，在此，“无芯线圈”是指，单体的A匝线圈以至少3个以上连续的方式连成环状。另外，在此，在“彼此连接的状态”的概念中，包含利用粘接剂进行的粘接、通过溶解覆膜而进行的粘接(热粘接)。
另外，本发明的无芯线圈的制造方法的特征在于，将向一侧内面侧弯曲的单体的A匝线圈(10)的中心开口(13)分别嵌入在芯体(20)的外周面的周向隔开规定间隔地设置的多个基准支承突片(21)，利用相对于所述芯体的外周面而配置的按压工具(22)，向半径内方向同时按压经由所述基准支承突片在所述芯体增设为环状的多个单体的A匝线圈(10)，一边维持该按压状态，一边利用加热机构对所述多个单体的A匝线圈(10)进行加热，由此，以使多个单体的A匝线圈(10)的各连接用阶梯部(14、14)彼此重叠的方式且在彼此连接的状态下获得环状的无芯线圈(1)。
发明的效果
(A)对于方式1所记载的发明而言，因为多个A匝线圈以连接方向的各连接用阶梯部彼此重叠的方式、且在彼此连接的状态(例如粘接剂、自粘)下连成环状，所以能够充分产生因由大致同一形状且大致同一宽度的双层薄型线圈构成的、例如A匝线圈彼此的按压和加热产生的自粘性。因此，能够提高将导线作为线材的多个A匝线圈的结合力。
(B)对于方式2所记载的发明而言，连成环状的多个A匝线圈整体呈圆筒状的外观结构，筒状的芯体一体地外嵌合或内嵌合于该多个A匝线圈的圆筒状的周面，因此形态保持性优异。
(C)对于方式3所记载的发明而言，在所述短筒状的芯体的一端部设置突缘状的印刷基板，多个A匝线圈的各一对突出端部分别焊接于所述印刷基板，因此容易将线圈的突出端部焊接于印刷基板。
(D)对于方式4所记载的发明而言，存在单体的A匝线圈彼此的点对称的连接用阶梯部可靠地连接、制造作业效率提高等优点。
附图说明
图1至图6是表示本发明的第一实施方式的各说明图，图7是表示本发明的第二实施方式的说明图，图8是本发明的第三实施方式的说明图。
图1是表示本发明的无芯线圈的一例的立体图。
图2是从俯视观察的A匝线圈(单体)的说明图。
图3是图2的3-3线放大截面说明图。
图4是将多个A匝线圈的各连接用阶梯部彼此连接的概要说明图。
图5是将A匝线圈(单体)以同一曲率向其一侧面侧弯曲成弯曲状的说明图。
图6是表示无芯线圈的制造方法的一例的说明图。
图7是表示本发明的第二实施方式的说明图。
图8是表示本发明的第三实施方式的说明图。
附图标记说明
1…无芯线圈、
10、10A、10B…单体的A匝线圈、
11…第一线圈层、
12…第二线圈层、
13…中心开口、
14…连接用阶梯部、
30…筒状芯体、
31…印刷基板、
C…按压机构安装工序、
D…按压/加热工序、
20…芯体、
21…基准支承突片、
22…按压工具。
具体实施方式
图1是本发明的无芯线圈(连续的空芯A匝)1的立体图。对于该无芯线圈1而言，利用弯曲成形机构、沿周向具有多个基准支承突片的芯体、相对于该芯体的外周面而配置的按压工具等按压机构、以及电阻热、热风、红外线照射等加热机构，使多个(例如共计3个、6个等)A匝线圈彼此连续地自粘，从而使图2至图5所示的结构的扁平状的A匝线圈(单体)10构成为环状。
因此，虽然A匝线圈10的具体结构没有特别图示，但是通过将导线、覆盖该导线的周围的绝缘覆膜、进一步覆盖该绝缘覆膜的周围的热粘接覆膜卷绕在线圈骨架形状的被卷绕体，而形成为环状(例如专利文献1)。
首先，参照图2及图3，说明A匝线圈10的结构。图2是从俯视观察的A匝线圈(单体)的说明图。因为该图2是从俯视观察的，所以11是位于上方的环状的第一线圈层、而12是位于下方的环状的第二线圈层。就如公知那样，环状的A匝线圈10是将分别具有多边形或矩形或跑道形状的中心开口13、13的第一线圈层(在附图中为上方)11、与该第一线圈层同一形状且同一宽度的第二线圈层(在附图中为下方)12彼此层积而成的线圈。
但是，在本实施方式中，如图3所示，尽管第一线圈层11和第二线圈层12的各长孔状的中心开口13、13大致一致，但是各绕线宽度在沿左右方向彼此错位的状态下重合。
图3是图2的3-3线放大截面说明图。参照该图3，在实施方式中，优选的是，线圈的匝数在长轴方向上错开大致一圈。在图3中，为了便于说明，在此，将第一线圈层11的下表面和第二线圈层的上表面紧贴的面作为“层积边界面”，将以水平状态通过该层积边界面的轴线作为“X轴”。另一方面，将通过中心开口13、13的中心且与所述X轴垂直的垂直轴线作为“Y轴”。而且，将通过所述X轴与所述Y轴交叉的所述中心且相对于所述X轴呈直角的以水平状态通过层积边界面的轴线作为“Z轴”。
因此，在此，“Z轴”是指，相对于通过A匝线圈的两连接端部的中心且第一线圈层11与第二线圈层12的层积边界面的X轴，以与所述X轴垂直的方式，通过所述A匝线圈的两非连接端部的中心且所述层积边界面的轴。
但是，对于单体的A匝线圈10而言，其连接方向的各外周部分(在实施方式中为长轴方向的左右的两端部)相对于各长孔状的中心开口13、13的Z轴的中心轴线，成为点对称(180度旋转对称)的连接用阶梯部14、14。
对左右的连接用阶梯部14、14进行补充说明，附图标记15是位于上方的第一线圈层11的绕线宽度的最外侧的外周部，从该外周部突出所需量的突出端部15a是一个引出导线。相对于此，附图标记16是位于下方的第二线圈层12的绕线宽度的最外侧的外周部，从该外周部突出所需量的突出端部16a是另一个引出导线。
因此，图2的左侧的突出端部15A是上方的第一线圈层11的引出导线，相对于此，图2的右侧的突出端部16A是下方的第二线圈层11的引出导线。
而且，参照图3进行说明，附图左侧的第一线圈层11的外周部15的下方是空洞部，另一方面，附图右侧的第二线圈层12的外周部16的上方是如上所述地相对于Z轴的中心轴线呈点对称的空洞部。
图4是将多个A匝线圈10的各连接用阶梯部14彼此连接的概要说明图。在本发明中，因为多个A匝线圈的连接方向的各外周部分15、16是相对于各中心开口13、13的Z轴的中心轴线呈点对称的连接用阶梯部14、14，所以所述多个A匝线圈以在所述连接用阶梯部14、14彼此重叠的方式、并且利用自粘连成环状而构成。
并且，图5是为了将A匝线圈(单体)连成环状而以同一曲率向其一侧面侧弯曲成弯曲状的说明图。在多个A匝线圈10是例如共计3个(假设三相交流马达)的情况下，如图1所示的无芯线圈(连续的空芯A匝)1那样连接为筒状。
在此，参照图6，对无芯线圈1的制造方法的一例进行说明。该无芯线圈的制造方法的特征在于，将向一侧内面侧弯曲的单体的A匝线圈10的中心开口13分别嵌入沿芯体20的外周面的周向隔开规定间隔而设置的多个基准支承突片21，利用相对于所述芯体的外周面而配置的按压工具22向半径内方向同时按压经由所述基准支承突片在所述芯体增设为环状的多个单体的A匝线圈10，一边维持该按压状态，一边利用加热机构对所述多个单体的A匝线圈10进行加热，由此，以使多个单体的A匝线圈10的各连接用阶梯部14、14彼此重叠的方式且通过使其热粘接而获得环状的无芯线圈(1)。
首先，A是制造多个单体的A匝线圈10的工序。在此，“多个”是指，如果假设例如一个三相交流马达，则最低为3个以上。利用具有未图示的线圈骨架形状的被卷绕体的卷绕机来制造该A匝线圈10。如果线圈的主体在线圈骨架形状的被卷绕体卷绕所需的匝数，则能够完成A匝线圈10，在完成时，将所述被卷绕体从所述A匝线圈10分离。
接着，B是弯曲加工工序。在该弯曲加工工序B中，使用外周面具有同一曲率的内侧工具18、其内周面对应于所述曲率的外侧工具19。优选的是，利用所述内侧工具18和外侧工具19两者，将A匝线圈10夹持成三明治状的同时进行弯曲加工。
接着，C是将通过弯曲加工工序B获得的弯曲状的A匝线圈10A安装于按压机构的工序。在该按压机构安装工序C中，在管状或筒状或棒状的芯体20的外周面20A增设例如共计3个A匝线圈10A。虽然对芯体20的外周面20A的增设方法是各种各样的，但是例如利用未图示的弹性元件，将始终向外方施力的共计3个突片作为基准支承突片21，所述3个基准支承突片21的中心位置隔开大致120度的间隔而在芯体20的外周面20A配设为同一水平面状。优选的是，因为这些基准支承突片21位于同一水平面状，所以在这些基准支承突片21分别支承中心开口13、13的共计3个A匝线圈10A的各连接用阶梯部14、14彼此对顶。
因此，利用相对于芯体的外周面而配置的按压工具(为了便于说明，以假想线进行表示)22，直接或间接地向芯体20的半径内方向，按压共计3个A匝线圈10A。
接着，D是利用电阻热、热风、红外线照射等加热机构，使多个A匝线圈10A彼此连续地自粘且成形为环状的按压/加热工序。该按压/加热工序D如果在所述按压机构安装工序C所使用的按压机构20、21施加例如80度～200度的加热，则如图4所示，A匝线圈10A的各连接用阶梯部14、14的间隙部分减小，通过所谓的自粘，彼此交错(日文：違い重なり合う)的第一线圈层11的外周部15与第二线圈层12的外周部16以紧贴的状态进行接合。
在该按压/加热工序D中，使按压工具22向半径外方向移动，如果使例如嵌插到管状芯体20中的动作杆滑动，则3个基准支承突片21同时抵抗弹性元件的弹力而进入管状的芯体20内(此时，弹性元件收缩)，由此，将无芯线圈(连续的空芯A匝)1从芯体20拆下。应予说明，在从芯体20拆下无芯线圈(连续的空芯A匝)1的情况下，如果将未图示的钉状的插嵌销从芯体20的中心孔中拔出，则由此有3个基准支承突片21在未图示的弹性元件的弹性复原力下同时进入芯体20内的方式(此时，弹性元件伸长)、3个基准支承突片21和芯体20是独立的分体部件且将所述基准支承突片21从芯体20拆下的方式等。优选的是，即使采用使弹性元件收缩的方式、使弹性元件伸长的方式、拔出基准支承突片21的方式、或者压入基准支承突片21的方式中的任一种，无芯线圈(连续的空芯A匝)1都不会变形。
最终，E是利用冷却机构来冷却无芯线圈(连续的空芯A匝)1的工序。在该冷却工序E中，将无芯线圈(连续的空芯A匝)1排列在例如架子上而吹出冷风。
在上述结构中，存在如下优点：因为使用具有多个基准支承突片21的芯体20，所以单体的A匝线圈彼此的点对称的连接用阶梯部可靠地连接，制造作业效率提高等。
实施例
在第一实施方式的无芯线圈(连续的空芯A匝)1中，线圈主体(由导线、绝缘覆膜、热粘接覆膜构成的部件)可以是所谓的扁平线或圆线中的任一者。另外，因为第一实施方式是用于说明本发明的示例，所以线圈的匝数、尺寸、厚度、结构的比率不被附图所限定解释。因此，省略对公知事项、详细事项的说明。本发明在不超出课题的范围内可以适当地进行设计变更。
应予说明，以防万一，在图7中图示第二实施方式。对于第二实施方式的无芯线圈(连续的空芯A匝)1A而言，单体的A匝线圈10B可以是大致矩形环状(例如大致长方形环状)，各A匝线圈10B的点对称的连接用阶梯部14、14可以是短径方向的对置端部，各A匝线圈10B的数量可以是共计6个。
图8是表示本发明的第三实施方式的说明图，对于该第三实施方式而言，在图1所示的无芯线圈(连续的空芯A匝)1一体地外嵌合或内嵌合筒状的金属制芯体30，并且在所述筒状芯体的一端部设置突缘状的印刷基板31。当然，作为其他实施方式，在图1所示的无芯线圈(连续的空芯A匝)1仅追加“筒状芯体30”，也可以不具有印刷基板31。
在第三实施方式中，而且不限于印刷基板31这样的结构，因此，在实施第三实施方式的情况下，多个A匝线圈的各一对突出端部15a、16a希望分别以焊料33焊接于所述印刷基板。
工业上的利用可能性
本发明用于小型的电动马达、发电机、IH加热线圈等。

Claims (4)

1.一种无芯线圈，其特征在于，多个A匝线圈是将分别具有中心开口的第一线圈层、与该第一线圈层同一形状且同一宽度的第二线圈层彼此层积而成的线圈，
所述多个A匝线圈的连接方向的各外周部分分别相对于所述中心开口的Z轴(在此，Z轴是指，相对于通过A匝线圈的两连接端部的中心且第一线圈层与第二线圈层的层积边界面的X轴，通过A匝线圈的两非连接端部的中心且以与X轴垂直的方式通过层积边界面的轴)的中心轴线，具有点对称的连接用阶梯部，所述多个A匝线圈以在所述连接用阶梯部彼此重叠的方式且在彼此连接的状态下连成环状。
2.如权利要求1所述的无芯线圈，其特征在于，
连成环状的多个A匝线圈整体呈圆筒状的外观结构，筒状芯体一体地嵌合于该多个A匝线圈的圆筒状的周面。
3.如权利要求2所述的无芯线圈，其特征在于，
在短筒状的所述芯体的一端部设置有突缘状的印刷基板，多个A匝线圈的各一对突出端部分别焊接于所述印刷基板。
4.一种无芯线圈的制造方法，其特征在于，
将向一侧内面侧弯曲的单体的A匝线圈(10)的中心开口(13)分别嵌入在芯体(20)的外周面的周向隔开规定间隔地设置的多个基准支承突片(21)，利用相对于所述芯体的外周面而配置的按压工具(22)，向半径内方向同时按压经由所述基准支承突片在所述芯体增设为环状的多个单体的A匝线圈(10)，一边维持该按压的状态，一边利用加热机构对所述多个单体的A匝线圈(10)进行加热，由此，以使多个单体的A匝线圈(10)的各连接用阶梯部(14、14)彼此重叠的方式且在彼此连接的状态下获得环状的无芯线圈(1)。
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